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人工晶体学报2025年第07期:锡基钙钛矿晶体与器件的研究进展

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张淑艺;刘庚灵;王浩;鲁跃;姜显园;李文焯;刘聪;吕英波;武中臣;刘董;陈耀;

单位:山东大学前沿交叉科学青岛研究院;云南师范大学能源与环境科学学院;山东大学空间科学与技术学院;中山大学化学学院;中国科学院上海光学精密机械研究所;中国科学院大学材料科学与光电子研究中心;上海科技大学物质科学与技术学院;广西大学资源环境与材料学院;

摘要:随着全球对环境友好型光电材料需求的不断增长,锡基卤化物钙钛矿因环境友好及优异的光电性能,逐渐成为替代传统铅基钙钛矿的重要候选材料。尽管锡基钙钛矿在光吸收、载流子输运等方面展现出显著优势,但Sn~(2+)极易氧化,加上快速结晶过程中容易形成晶格缺陷,使材料稳定性和器件性能受到较大影响。近年来,国内外研究者围绕锡基钙钛矿的晶体生长、缺陷调控及界面工程开展了大量系统性研究,提出了逆温结晶、降温结晶及高温熔融等多种合成技术,并借助多尺度表征手段,深入解析材料的微观结构、缺陷分布和界面特性。实验结果表明,通过合理优化生长参数和制备环境,可显著提高晶体质量、降低缺陷密度、改善载流子传输效率,从而推动锡基单晶在光电探测器、高灵敏度探测器、太阳能电池和场效应晶体管等器件中的应用。未来研究需聚焦单晶生长动力学、抗氧化策略及界面能级匹配的优化,以解决稳定性与可重复性问题,推动锡基钙钛矿的规模化应用。

关键词:锡钙钛矿;;光电特性;;单晶生长方法;;锡钙钛矿太阳能电池;;锡钙钛矿探测器;;锡钙钛矿场效应管

基金资助:山东省博士后基金(SDCX-ZG-202503027);; 国家自然科学基金(11504202);; 山东省自然科学基金(ZR2020MA067)