云南大学ACS Photonics:绿色添加剂的功能分析和指导性选择实现双界面改性的高性能自供电钙钛矿光电探测器

文摘   2025-01-23 07:56   河南  


胍化合物在钝化界面缺陷、提高钙钛矿型光电探测器(PPDs)性能和稳定性方面有较好的应用前景。然而,由于对这些化合物的功能基团的机制和功能认识不足,在选择和利用这些化合物时没有提供全面的指导。在这里,云南大学王茺,林峰等人通过分析胍酸的静电势和分子轨道,评价了胍酸的缺陷钝化能力,并将其应用于全无机钙钛矿与SnO2薄膜的界面。

我们提出了一种创新的双界面钝化策略,该策略巧妙地利用胍基乙酸(Gua)中包含的不同官能团(-COOH、-NH2、-NH-、-C=NH),以同时调节SnO2和钙钛矿底层的缺陷。理论计算结果初步揭示,Gua具有较大的分子偶极矩(μ),这使其易于形成界面偶极子,从而可能与钙钛矿及ETL中的缺陷产生强烈的相互作用。与对照样品相比,经过Gua修饰的SnO2和钙钛矿层展现出更为光滑的表面、更大的晶体尺寸以及增强的光电性能。通过计算各种缺陷类型的缺陷形成能(DFE)以及Gua化合物中不同官能团与钙钛矿中Pb2+的吸附能(ADE),XPS分析,我们揭示了钙钛矿薄膜晶格中的主要缺陷类型,以及Gua作为路易斯碱在钝化这些缺陷方面的机理和主导官能团。实验结果显示,经过Gua改性制备的探测器器件实现了0.30 A W-1和1.32×1013 Jones较高探测率,我们的工作表明Gua在修饰提升器件性能方面有较显著的效果。

Wang, Y.; Liu G.; Lin F.;  Lv J.;  Ye S.;  Huang Y.;  Wu J.;  Chen W.;  ,  Yang Y.; Zhang W.;  Wang C.;  Functional Analysis and Instructive Selection of a Green Additive Achieve Dual-Interface Modification for Fabricating Self-Powered, High-Performance Perovskite Photodetectors. ACS Photonics 2025,12, 1, 128-139.

DOI: 10.1021/acsphotonics.4c01281

https://doi.org/10.1021/acsphotonics.4c01281


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