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2022年学术进展系列之29:我院光电材料与器件研究团队在钙钛矿探测器的研究方面获得进展
2022-05-31 09:07  

近日,我院光电材料与器件团队在钙钛矿探测器的研究方面获得进展,该研究成果以“Rubidium Iodide-Doped Spiro-OMeTAD as Hole-Transporting Material for Efficient Perovskite Photodetectors”为题被《The Journal of Physical Chemistry C》杂志接收发表。


 


近年来,有机无机杂化钙钛矿由于其优良的光电特性已被广泛应用在太阳能电池及探测器的吸收层材料,钙钛矿吸收层位于空穴传输层和电子传输层之间,空穴传输层在提取空穴、阻断电子并抑制载流子复合方面发挥着极其重要的作用。有机小分子材料2,2',7,7'-[N,N-(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-OMeTAD)因其理想的最高分子轨道能级、高溶解度和优良的成膜性能而被广泛用作钙钛矿探测器的空穴传输材料。然而,常用添加剂二(三氟甲烷)磺胺锂(Li-TFSI)的聚集和4-叔丁基吡啶(TBP)的快速挥发限制了光电探测器性能的进一步提高。在本研究中,针对碘化铷(RbI)掺杂spiro-OMeTAD作为钙钛矿探测器的空穴传输层进行比较和分析,结果表明,RbITBP存在相互作用,这阻止了TBP的挥发,并抑制了Li-TFSI的聚集。进而提高了空穴输运层的电导率和空穴输运能力,也有助于促进与钙钛矿层的能级匹配。通过分析EQELDRSCLC等证实了掺杂后的钙钛矿光电探测器性能有所提高。该器件具有3.77×1013 jones的高探测率和114 dB的线性动态范围,可与商用硅光电探测器(120 dB)相媲美。这项工作为基于小分子空穴传输材料光电探测器的研究提供了一种可行的方法。

论文作者:张小小(硕士生),王玉坤(通信作者),李国新(硕士生),黄丽香(硕士生),杨佳(硕士生),邱鑫(硕士生),孙文红(通信作者)。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c01923






 

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