钙钛矿探测器,Nature、Light、AM重磅进展!

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-09-15 14:33:31

近期,基于钙钛矿材料性能优化与新型集成方式的多种创新研究,为彩色成像、近红外光探测等图像传感与光探测领域提供重要支持。相关成果陆续发表于Nature、Light: Science & Applications、Advanced Materials等高影响力期刊,以下为收录的部分近期工作成果。


苏黎世联邦理工学院Maksym V. Kovalenko教授和Sergii Yakunin博士团队发表在Nature的工作中,提出了一种新型彩色传感器阵列架构。通过钙钛矿带隙可调的特性,实现了对红、绿、蓝可见光谱的选择性吸收,无需传统滤光片。实验表明,红、绿、蓝通道的外量子效率分别达到50%、47%和53%,色彩准确度为3.8%,优于现有的滤光片阵列和Foveon型传感器。

该团队将制备的钙钛矿器件与领挚科技TFT传感芯片进行集成,构建了一个小规模的成像系统,实现了多通道信号的高速实时读取,成功演示了高精度、无伪影的彩色成像,验证了该探测器在实际成像中的巨大应用潜力,为未来高灵敏、无伪影、高保真彩色成像提供了新路线。


山西大学激光光谱研究所杨志春教授、秦成兵教授、肖连团教授团队与华中科技大学、深圳大学等合作单位发表在Light: Science & Applications上的工作,针对传统近红外成像仪中锡铅钙钛矿快速结晶和Sn²⁺易氧化的问题,创新性地在钙钛矿前驱体墨水中引入DPSO分子。通过理论计算与实验验证,DPSO与钙钛矿组分之间存在强Lewis酸碱相互作用,显著延缓了结晶速度并抑制了Sn²⁺的氧化,从而获得了致密、低缺陷、长载流子扩散长度的高质量薄膜。

将该薄膜与领挚科技传感芯片及读取系统集成,构建出64×64像素的近红外成像器,在980nm光源下实现了1.32lp/mm的空间分辨率,展现出清晰的成像能力。并且由于其单片集成工艺带来的低成本、与读出电路兼容性好等特性,使其适用于安全监控、夜视、生物成像等诸多领域。

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香港大学Wallace C. H. Choy教授&电子科技大学张妍宁教授团队发表在Advanced Materials 上的工作中,提出以天然还原剂绿原酸为原料,在锡铅钙钛矿中建立独特的顶部包裹三体系互锁结构。得益于添加剂官能团与钙钛矿之间的协同闭环相互作用,锡铅钙钛矿光电探测器(PD)在能级排列、抗氧化、缺陷抑制和钝化方面均有显著改善。尤为突出的是,在N₂环境中储存的非封装PD,在127天后仍能保持96%的初始光电流,展现出卓越的稳定性。

通过与领挚科技64×64薄膜晶体管阵列集成,锡铅钙钛矿图像传感器展现出清晰准确的成像特性,进一步验证了该技术在高分辨率近红外传感与成像领域的实用价值。

以上工作中所使用的TFT阵列传感芯片,可将采集到的电流信号搭配对应的阵列读取系统进行读取,并在终端配套软件上形成图像,验证传感材料或器件性能,进一步支持可见光、近红外等光电探测工作。

参考消息来源:高分子科学前沿


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