Uma ilustração esquemática de detector de região visível de fotocondutividade perovskita híbrida com alta velocidade e alta estabilidade. A reação gás-sólido em substituição aos métodos de solução tradicionais fornece um ambiente não solvente durante o processo de reação, constrói uma alta cristalização e um filme de cobertura total para aumentar a captura e transporte de luz, além de melhorar uma boa estabilidade na condição de umidade, levando a um alto desempenho de resposta para o fotodetector. Crédito:Dr. Guoqing Tong
Um artigo recente publicado em Nano mostraram que o método de reação gás-sólido fornece uma cobertura total do filme de perovskita e evita danos do solvente orgânico, o que é benéfico para a captura de luz e transporte de elétrons, resultando em um tempo de resposta mais rápido e estabilidade para fotodetectores de perovskita.
Os materiais Pervoskite há muito são considerados candidatos na fabricação de semicondutores devido às suas características de alta absorção de luz, mobilidade da portadora e espectro de luz mais amplo. Eles são amplamente aplicados em células solares, dispositivos de emissão de luz e fotodetectores. Contudo, o solvente orgânico no método de solução tradicional danificará o filme de perovskita e formará fases instáveis durante o processo de síntese, o que faz com que o filme de perovskita se decomponha rapidamente em condições úmidas, limitando a aplicação prática de dispositivos perovskita. Considerando a influência significativa do solvente, uma equipe de pesquisadores da faculdade Dongchang da Universidade de Liaocheng e da Universidade de Tecnologia de Hefei propôs um novo processo gás-sólido para fabricar o filme de perovskita. Esta abordagem sem solvente fornece alta cristalização e filme de cobertura total em sistemas de baixo vácuo e baixa temperatura.
Os pesquisadores investigaram a morfologia, absorção de luz e as fases de cristal do filme de perovskita na temperatura de recozimento diferente após a reação de gás para obter o filme de perovskita de alta qualidade. Os dispositivos exibiram alta responsividade e detectividade de 5,87AW-1 e 1012 Jones. O tempo de resposta do dispositivo é estimado em 248 μs / 207 μs, que é mais rápido do que a maioria dos relatórios anteriores por meio do método de solução. Notavelmente, a responsividade e detectividade são estimadas em 0,26 AW-1, 2,13 × 1010 Jones após exposição duradoura no ar (25 o C, UR ~ 40%) por até dois meses. Esta melhoria da estabilidade dos dispositivos demonstra que o método de deposição de vapor bem controlado permite uma remoção completa dos solventes residuais (isto é, DMF, DMSO et. al) e, assim, promove efetivamente uma cristalização de alta qualidade de grãos de perovskita, reduzindo as fases metaestáveis entre os filmes finos.
Este trabalho foi financiado pelo Projeto do Plano de Ciência e Tecnologia das Instituições de Ensino Superior de Shandong, NSFC e Open Research Fund of State Key Laboratory de Pulsed Power Laser Technology da China.
