助溶剂法生长CsPbBr_3单晶及光电性能研究

作者：刘节华; 徐文超; 刘寒

来源：第七届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会, 中国北京, 2020-05-28.

DOI：10.26914/c.cnkihy.2020.006291

• 全无机钙钛矿
• CsPbBr_3
• 单晶
• 助溶剂法
• 光电探测器

钙钛矿单晶与薄膜相比由于缺陷密度小,载流子迁移率高等优点受到了广泛的关注[1-2],此外全无机钙钛矿CsPbX3（X=I,Br,Cl）还具有良好的热稳定性。其中CsPbBr3与CsPbCl3,CsPbI3相比,由于可以用溶液法直接生长而更受欢迎。然而由于CsBr和PbBr2在非质子溶剂中的溶解度相差较大,会影响溶液中物质的反应,故而更倾向于Cs4PbBr6,CsPb2Br5化合物析出,难以得到纯相的CsPbBr3[3],造成原料浪费,调控CsBr/PbBr2等摩尔比例析出是常用的方法之一。本研究通过将无成本无污染的H2O作为助溶剂,一方面可以提高CsBr的溶解度,同时可以抑制PbBr2的溶解度,使两者在溶剂中等摩尔比析出。通过进一步调控DMSO和H2O的比例为DMSO:H2O=61.9:38.1,生长出具有高结晶度的CsPbBr3单晶。将其制成光电探测器,测试了器件的I-T曲线,如图1所示,并通过计算分析了光电探测器的R,EQE,D*特征参数随不同因素的变化,在偏压为3 V,光波长为520nm,光功率为0.724μW cm-2测试条件下,器件的R,EQE及D*分别有最大值:278A W-1,6.64×10～4%,4.36×1013Jones,说明了器件具有优异的弱光响应性能。