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利用改进的空气环境钙钛矿沉积方法实现的自供电混合钙钛矿光电探测器，其空穴传输层采用等离激元技术

DOI：10.1016/j.orgel.2019.05.021 期刊：Organic Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-11-21 11:01:37
摘要： 本文报道了一种空气加工的高性能自供电混合钙钛矿（Pe）光电探测器，其空穴传输层（HTL）中嵌入了等离激元银纳米颗粒（Ag NP），且未使用任何电子传输层（ETL）。研究表明，在器件中去除ETL后，嵌入Ag NP的PEDOT:PSS HTL能显著提升光电探测性能。我们采用新型N?气体辅助快速结晶法在环境条件下沉积钙钛矿薄膜，形成均匀的Pe层，相较于传统沉积方法获得的非均匀薄膜具有优势。由于Ag NP的等离激元吸收作用，嵌入Ag NP的PEDOT:PSS层上的Pe薄膜在紫外-可见光区域表现出增强的光学吸收。在零偏压下，无ETL的Ag NP-Pe混合器件相比原始器件展现出约45%的响应度提升和近3倍的更快光响应速度?；旌瞎獾缣讲馄餍阅艿奶嵘橐蛴诘壤爰ぴ銮康墓庋沼肴鹊缱硬?，以及Ag NP对电荷提取与传输的改善，这些结论通过稳态和时间分辨光致发光测量得到验证。器件阻抗分析表明混合器件的载流子转移电阻降低，从而实现了更优异的光生载流子传输。开尔文探针力显微镜分析直接证实了Ag NP掺杂PEDOT:PSS薄膜功函数增加约47 meV。这一功函数提升实现了更有利的能带排列、降低了能量势垒，并通过更优的载流子传输使混合器件获得改善的光电探测性能。本研究对开发面向未来应用的高性能、低成本、无ETL等离激元钙钛矿光电探测器具有重要意义。
作者： Joydip Ghosh，Gayatri Natu，P.K. Giri
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种高性能、低成本、无需ETL的等离激元钙钛矿光电探测器，采用改进的钙钛矿沉积方法在环境空气中制备。

研究成果

该研究通过在空穴传输层中集成等离子体银纳米颗粒，成功证明了无ETL自供电钙钛矿光电探测器具有卓越性能?；旌掀骷瓜殖鲈銮康南煊Χ取⒏斓墓庀煊λ俣纫约案纳频牡绾纱涮匦裕夤橐蛴诘壤胱犹逶銮康墓庋蘸陀欣哪艽帕?。该方法为开发高性能、低成本的钙钛矿光电探测器提供了广阔前景。

研究不足

该研究受限于高湿度环境空气处理条件，这可能影响钙钛矿光电探测器的稳定性和性能。此外，使用银纳米颗粒（Ag NPs）可能与钙钛矿材料发生反应，导致其随时间推移而降解。

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