Nat Commun:利用动态模板突破尺寸限制,实现大面积单晶纳米线阵列光电探测器

来源:知光谷发布时间:2025-11-12 10:07:56

有序的一维钙钛矿单晶纳米线阵列结合了高比表面积、定向电荷传输和机械柔性的优势,通常通过溶液或气相法结合硅、PDMS、光刻胶或氧化铝等模板来控制晶体生长。然而,这些模板的尺寸限制制约了阵列的可扩展性。

本文中国科学院化学研究所薛丁江、德国埃尔朗根-纽伦堡大学Mingjie Feng、Andres Osvet和Christoph J. Brabec等人提出一种动态模板辅助涂覆策略,结合刮涂法以突破这一限制。该方法可在基板上沉积面积达模板12倍的纳米线阵列。通过在前驱体中引入含氟钝化剂,抑制了表面缺陷形成并提升了结构质量。

基于MAPbBr₃阵列的光电探测器实现了3.9×10¹⁴ Jones的探测率、160.3 dB的线性动态范围和1660 A W⁻¹的响应度,并在未封装条件下于85%相对湿度中保持90.3%的光电流持续300小时。

研究亮点:

  1. 提出动态模板辅助涂覆策略,突破传统模板尺寸限制,实现面积达模板12倍的大面积、有序钙钛矿单晶纳米线阵列。
  2. 引入含氟钝化剂MTFA,通过路易斯碱配位与氢键双重作用有效钝化表面缺陷,将陷阱密度降低近一个数量级,并显著增强材料稳定性。
  3. 制备出高性能光电探测器,探测率达3.9×10¹⁴ Jones,线性动态范围达160.3 dB,且在85%湿度下300小时仍保持90.3%性能,展现出优异的环境稳定性。

Feng, M., Byun, J., Li, Z. et al. Overcoming size limits with dynamic templates enabling large area single crystal nanowire arrays for photodetectors. Nat Commun 16, 9891 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-65157-5


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/12/50012371.html
责任编辑:wanqin
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
Nature Electronics: 钙钛矿材料引领应用定制光电探测器走向新未来来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:48:28

李亮教授团队在本文中指出:钙钛矿材料依托“高定制潜力、低定制成本”的独特优势,可通过构建面向应用的定制化器件架构充分释放其材料潜能,进而在客制化电子器件领域确立不可替代的地位。本文揭示了钙钛矿材料在功能定制化方向的不可替代地位,更为钙钛矿探测器从“性能对标替代”转向“应用牵引定制化”的商业化路线提供了清晰指引。

ACS Nano:通过分级消除表面碘空位实现高效稳定的FA₀.₉₅Cs₀.₀₅PbI₃单晶钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:48:18

通过在亚稳区进行连续溶质补给的晶体生长,有效清除了微米级深度的碘空位;随后采用有机铵后处理进一步消除最表层残留空位。这种协同策略显著优化了载流子传输并抑制了非辐射复合,从而将单晶钙钛矿太阳能电池的效率从22.8%提升至25.5%。效率与稳定性同步大幅提升:单晶钙钛矿太阳能电池效率从22.8%提升至25.5%,同时T工作寿命从200小时延长至1000小时,是目前报道中效率最高、稳定性最突出的单晶钙钛矿太阳能电池之一。

Nat Commun: 潜伏在钙钛矿晶粒内部的“隐形杀手”—亚稳态晶内杂质纳米团簇来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:46:45

第一性原理计算与准原位观测表明,这些IGINs会对钙钛矿的光电性能和化学稳定性产生不利影响。

李亮教授课题组Nature Electronics: 钙钛矿材料引领应用定制光电探测器走向新未来来源:知光谷 发布时间:2025-12-19 09:24:32

李亮教授团队在本文中指出:钙钛矿材料依托“高定制潜力、低定制成本”的独特优势,可通过构建面向应用的定制化器件架构充分释放其材料潜能,进而在客制化电子器件领域确立不可替代的地位。本文揭示了钙钛矿材料在功能定制化方向的不可替代地位,更为钙钛矿探测器从“性能对标替代”转向“应用牵引定制化”的商业化路线提供了清晰指引。

Nat Commun:镧系元素掺杂钙钛矿中实现相分离与相钉扎效应及双波长激射来源:知光谷 发布时间:2025-12-18 10:11:29

理论计算表明,镧系离子掺杂在合金态中促进了相分离并促进离子迁移,而在相分离态中抑制离子迁移,形成“相钉扎”效应。该机制在合金态与分离相中形成了迁移势垒的相反趋势,同时驱动卤化物分离并在分离相中钉扎离子迁移。

香港理工大学杨光,李刚&深圳理工大学白杨Adv. Sci.:动态缺陷钝化+溶液法GO连接层实现钙钛矿-有机叠层电池双突破来源:先进光伏 发布时间:2025-12-17 11:45:39

香港理工大学杨光,李刚&深圳理工大学白杨明确了宽带隙钙钛矿开路电压损失的根本原因,即其表面区域分布的移动缺陷。这两种策略的协同集成,使钙钛矿-有机叠层太阳能电池的效率突破25%,同时实现了更强的运行稳定性。进一步,创新性地采用溶液加工的氧化石墨烯作为中间连接层,成功构建了钙钛矿-有机叠层太阳能电池,实现了25.03%的稳定效率,且器件表现出良好的可重复性。

Nat Commun:有机太阳能电池突破20%效率!稠环异构化调控非卤化有机太阳能电池的分子堆积与器件性能来源:知光谷 发布时间:2025-12-17 11:19:27

分子骨架几何结构的微小变化影响有机太阳能电池中的分子间相互作用与性能。本文香港理工大学罗正辉等人研究了三种异构小分子受体,以揭示不同稠环构型如何调控分子堆积、电子耦合和薄膜形成。原位光学测量显示,NaO1在成膜过程中促进快速且连续的结构演化,形成平滑的形貌和均匀的相分布。我们的研究结果凸显了稠环异构化如何决定有机太阳能电池中结构-堆积-性能之间的关系。

港大Nat Commun:26.06%效率+超3000小时稳定运行 顺序有机配体修饰专门重构钙钛矿晶界和表面来源:知光谷 发布时间:2025-12-16 09:35:37

钙钛矿太阳能电池的耐久性主要受限于钙钛矿晶界和晶面处的缺陷与不完整结构。本文香港大学WallaceC.H.Choy等人提出一种两步顺序专用配体策略,通过空间分辨的配体相互作用,分别针对GBs和GSs进行选择性修饰。该工作通过顺序重构GBs和GSs,为实现高效稳定的三维PSCs提供了有效途径。效率与稳定性同步提升:器件效率达26.06%,并在高温高湿下连续运行3000小时仍保持93%以上效率,稳定性显著优于现有方法。

中科院半导体所游经碧、蒋琦团队《Nat. Commun.》:宽带隙钙钛矿相分布均匀化策略实现高性能钙钛矿/硅叠层太阳能电池来源:先进光伏 发布时间:2025-12-15 22:18:05

钙钛矿/ 硅叠层太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心技术路径,其中宽带隙(WBG)钙钛矿顶电池的性能直接决定叠层器件的最终表现。为匹配硅底电池的电流输出,宽带隙钙钛矿需引入高溴含量和Rb 合金化,但这会导致结晶动力学过快、相分离严重,形成δ-RbPbI₃等非钙钛矿副相,大幅降低器件效率与稳定性。

中科院孟磊Nat Commun:用于倒置钙钛矿太阳能电池的氧化还原改进型自组装单分子层来源:知光谷 发布时间:2025-12-15 18:17:21

倒置型钙钛矿太阳能电池(p-i-n pero-SCs)采用氧化镍(NiOx)与自组装单分子层(SAM)作为空穴传输层(HTL),已展现出较高的光电转换效率(PCE)。然而,NiOx表面镍价态的多样性给高质量SAM HTL的构建带来了复杂性。

华北电力大学黄浩&李美成Nat Commun:界面静电斥力抑制碘离子迁移,提升钙钛矿太阳能电池反向偏压稳定性来源:知光谷 发布时间:2025-12-15 18:16:02

钙钛矿太阳能电池(PSCs)在湿度、光照和高温等条件下的稳定性已取得显著进展,但仍面临反向偏压下的衰减问题,其主要原因在于碘离子(I⁻)的不可逆迁移。