Une illustration schématique du détecteur de région visible à photoconductivité pérovskite hybride à haute vitesse et haute stabilité. La réaction gaz-solide en remplacement des méthodes de solution traditionnelles fournit un environnement sans solvant pendant le processus de réaction, construit une cristallisation élevée et un film de couverture complète pour augmenter la capture et le transport de la lumière, ainsi que d'améliorer une bonne stabilité dans les conditions d'humidité, conduisant à une performance de réponse élevée pour le photodétecteur. Crédit :Dr Guoqing Tong
Un article récent publié dans Nano a montré que la méthode de réaction gaz-solide fournit une couverture complète du film de pérovskite et évite les dommages causés par le solvant organique, ce qui est bénéfique pour la capture de la lumière et le transport des électrons, résultant en un temps de réponse et une stabilité plus rapides pour les photodétecteurs à pérovskite.
Les matériaux pervoskites ont longtemps été considérés comme des candidats dans la fabrication de semi-conducteurs en raison de leurs caractéristiques d'absorption lumineuse élevée, mobilité des porteurs et spectre lumineux plus large. Ils sont largement appliqués dans les cellules solaires, dispositifs émis par la lumière et photodétecteurs. Cependant, le solvant organique dans la méthode traditionnelle de mise en solution endommagera le film de pérovskite et formera des phases instables pendant le processus de synthèse, ce qui fait que le film de pérovskite se décompose rapidement dans des conditions humides, limiter l'application pratique des dispositifs pérovskites. Compte tenu de l'influence importante du solvant, une équipe de chercheurs du collège Dongchang de l'université de Liaocheng et de l'université de technologie de Hefei a proposé un nouveau procédé gaz-solide pour fabriquer le film de pérovskite. Cette approche sans solvant fournit une cristallisation élevée et un film de couverture complète dans des systèmes à vide inférieur et à basse température.
Les chercheurs ont étudié la morphologie, l'absorption de la lumière et les phases cristallines du film de pérovskite à différentes températures de recuit après réaction au gaz pour obtenir le film de pérovskite de haute qualité. Les appareils présentaient une réactivité et une détectivité élevées de 5,87AW-1 et 1012 Jones. Le temps de réponse de l'appareil est estimé à 248 s/207 s, qui est plus rapide que la plupart des rapports précédents via la méthode de résolution. Remarquablement, la réactivité et la détectivité sont estimées à 0,26 AW-1, 2,13×1010 Jones après exposition durable à l'air (25 o C, HR~40 %) pendant jusqu'à deux mois. Cette amélioration de la stabilité des dispositifs démontre que la méthode de dépôt en phase vapeur bien maîtrisée permet une élimination complète des solvants résiduels (i.e. DMF, DMSO et. al) et favorise ainsi efficacement une cristallisation de haute qualité des grains de pérovskite, réduire les phases métastables parmi les films minces.
Ce travail a été financé par le projet de plan scientifique et technologique des établissements d'enseignement supérieur du Shandong, NSFC et Open Research Fund du State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology de Chine.
