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气相沉积全无机CsPbBr3薄膜及C8-BTBT界面修饰实现高性能光电探测器

DOI：10.1016/j.rinp.2020.103087 期刊：Results in Physics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 所有无机钙钛矿材料（如CsPbBr3）日益受到关注，被视为光电器件的理想候选材料。本研究采用共蒸发法制备了CsPbBr3薄膜。初始沉积态及低温（低于300°C）退火处理的薄膜呈现CsPbBr3与CsPb2Br5的混合相结构。在空气中经400°C退火后，CsPbBr3相占据主导地位，具有优异的晶体结构和较少缺陷。随后通过逐层沉积2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩（C8-BTBT），利用X射线光电子能谱（XPS）和紫外光电子能谱（UPS）研究了界面电子结构。随着C8-BTBT沉积，在界面能级排列作用下观察到CsPbBr3表面产生p型掺杂效应，同时检测到界面发生化学反应并可能形成微量亚硫酸铅。我们制备并研究了含/不含C8-BTBT修饰层的CsPbBr3基光电探测器，发现附加C8-BTBT层的器件光电流较未修饰器件提升约两个数量级，响应度和响应时间也得到改善。这些光电性能的提升归因于C8-BTBT对界面能级的调控作用。该研究凸显了C8-BTBT作为无机钙钛矿光电器件修饰层的应用潜力。
作者： Ying Lu，Qiang Han，Yuan Zhao，Dingdong Xie，Junhua Wei，Pan Yuan，Chengang Yang，Youzhen Li，Xiaoliang Liu，Yongli Gao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过共蒸发法制备CsPbBr3薄膜，并利用C8-BTBT调控其界面电子结构以获得高性能光电探测器。

研究成果

研究表明，C8-BTBT能有效调控CsPbBr3薄膜的能带结构，促进电子-空穴对分离并提升光电探测器性能。经C8-BTBT修饰的器件光电流显著增强，响应度与响应时间均得到改善。这凸显了C8-BTBT作为无机钙钛矿光电器件修饰层的应用潜力。

研究不足

该研究聚焦于采用C8-BTBT进行界面改性及其对光电探测器性能的影响。界面处的化学反应及亚硫酸铅的形成机制尚需深入探究。C8-BTBT在CsPbBr3薄膜上的沉积均匀性及其对器件性能的影响亦有待优化。

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