Detector fotoeléctrico autoalimentado basado en monocristal de perovskita sin pulido

YU Di ,  

GAO Feng ,  

LI Lin ,  

摘要

Los dispositivos fotovoltaicos de monocristal de perovskita tradicionales suelen depender del pulido mecánico para obtener una superficie plana, pero este proceso inevitablemente introduce daños graves en la red cristalina y defectos profundos de nivel energético, lo que provoca un aumento de la corriente oscura y un incremento significativo del ruido en los dispositivos fotoeléctricos, limitando gravemente su rendimiento. Para abordar este problema, este artículo propone una estrategia de crecimiento de cristal inversa a temperatura asistida por sustrato de silicio, utilizando la superficie plana a nivel atómico del silicio para controlar la nucleación y el crecimiento, logrando con éxito el crecimiento controlado de monocristales de perovskita de alta calidad, obteniendo directamente una superficie nativa lisa y sin texturas de crecimiento. Se construyó un fotodetector autoalimentado con electrodos asimétricos de oro/plata, y se estudiaron sistemáticamente las características de respuesta fotoeléctrica de la luz visible y los rayos X bajo condiciones de incidencia frontal y trasera. A un voltaje de polarización de 0 V, la corriente oscura del dispositivo fue tan baja como 0,0145 nA, con una relación de conmutación de hasta 196 veces bajo incidencia frontal de luz de 500 nm, y una responsividad máxima de 2,44 mA·W-1. Cuando la luz incide desde atrás, la responsividad cambia de banda ancha a banda estrecha. Las pruebas con rayos X mostraron que, a un voltaje de polarización de 0 V, la sensibilidad de detección de rayos X del dispositivo alcanza 3487 μC·Gyaire-1·cm-2, con un límite de detección tan bajo como 21,99 nGyaire·s-1. Este estudio proporciona un camino simple sin pulido para construir interfaces de monocristal de perovskita de alta calidad, y ofrece una nueva vía tecnológica para desarrollar detectores fotoeléctricos de monocristal de perovskita ultrasensibles y de bajo costo.

关键词

Monocristal de perovskita; crecimiento de monocristales; detector fotoeléctrico; detección de rayos X

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