优异的载流子输运特性使得金属卤化物钙钛矿在光电器件领域展现出广阔的应用前景。如何进一步提升载流子迁移率对提高钙钛矿光电器件性能至关重要。近日，安徽师范大学陆洲教授、中国科学院大连化学物理研究所孙祺和田文明研究员合作，以典型的CH3NH3PbI3微米单晶为研究对象，通过改变温度调控晶体相变程度从而构建相变缺陷。相变缺陷的引入显著改变材料光物理性质和载流子迁移特性。
研究表明：不完全相变造成均匀分布的正交相和不连续分布的四方相共存于同一微米单晶。由于晶格结构不匹配，引入相变缺陷，通过改变温度调控CH3NH3PbI3微米单晶相变程度，进而调控单晶中相变缺陷密度。
与传统缺陷阻碍载流子迁移观念相反，相变缺陷能够捕获光生载流子免其发生辐射或非辐射复合，且在此类缺陷的辅助下，光生载流子以不发光的形式高速迁移，迁移速率高达1345.2 cm2 V−1 s−1，是室温下迁移速率的14倍。得益于显著提高的载流子迁移率，基于CH3NH3PbI3微米单晶的光电探测器光电流强度提高了3倍。
此项发现为理解钙钛矿光电材料中的载流子传输机制提供了新的视角，并对不同工作温度下合理设计钙钛矿光电器件具有重要指导意义。
论文信息
Improving Miscibility of Polymer Donor and Polymer Acceptor by Reducing Chain Entanglement for Realizing 18.64 % Efficiency All Polymer Solar Cells
Dr. Min Deng, Dr. Xiaopeng Xu, Dr. Wuke Qiu, Dr. Yuwei Duan, Dr. Ruipeng Li, Dr. Liyang Yu, Prof. Qiang Peng
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202411499
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