Perovskitas de cátions múltiplos e haletos mistos (FAMACs), que são formados pela incorporação de íons Cs / MA / Br no FAPbI ₃ perovskitas, são consideradas as melhores composições para aplicações em dispositivos fotovoltaicos e fotoeletrônicos de alta eficiência devido à sua estabilidade aprimorada, migração de íons suprimidos, e histerese reduzida. Contudo, a composição real, especialmente o conteúdo de Cs nas perovskitas FAMACs, para os dispositivos de última geração relatados por diferentes grupos de pesquisa tem sido inconsistente.

Além disso, a segregação de fase na fase não perovskita amarela é freqüentemente observada durante o processo de cristalização. Esta fase amarela indesejável atua como estados de captura ou centros de dispersão, que tem um impacto negativo na mobilidade do portador de carga e na dinâmica de recombinação do portador, deteriorando assim o desempenho do dispositivo.

Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Liu Shengzhong do Instituto Dalian de Física Química (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), em colaboração com o Prof. Liu Yucheng da Shaanxi Normal University, e Prof. Mercouri G. Kanatzidis da Northwestern University (Evanston), propôs uma estratégia eficiente para a obtenção de monocristais de perovskita de alta qualidade com tamanho de até 5 polegadas. Os cristais grandes e de fase pura foram usados ​​para projetar fotodetectores de circuito integrado autoalimentado de alto desempenho.

Este trabalho foi publicado em Avanços da Ciência .

Os pesquisadores selecionaram um agente redutor, ácido fórmico, para suprimir a segregação de fase durante o processo de cristalização para obter cristais únicos de perovskita de haleto misto de cátion triplo muito grandes. Esta estratégia rendeu cristais únicos de perovskita de última geração com longa vida útil, mobilidade de alta carga, longa distância de difusão do portador, uniformidade superior, e estabilidade de longo prazo, facilitando assim o projeto de fotodetectores do tipo de circuito integrado autoalimentado de alto desempenho.

Além disso, uma vez que o fotodetector que compreende o cristal exibiu grande responsividade, alto ganho fotocondutivo, excelente detectividade, e velocidade de resposta rápida, um sistema de imagem integrado com foto-resposta uniforme foi fabricado com base em uma matriz 12 por 12 pixelizada de fotodetectores de cristal único.

Por exemplo, uma matriz de 2 por 2 pixels mostrou boa discriminação entre pixels sob iluminação seletiva.

"Acreditamos que tal design inovador abrirá novos caminhos para as aplicações de circuitos integrados de perovskita autoalimentados em dispositivos relevantes para aplicações de imagem, "disse o Prof. LIU.