吉林大学魏浩桐课题组Nano Letters：抗坏血酸稳定的低噪声、宽线性动力学响应的钙钛矿光探测器

铅卤素钙钛矿作为新兴起的光电材料，在光伏，LED以及探测器方面有着很好发展潜力。其中以甲胺、甲脒、铯离子作为阳离子的铅卤素钙钛矿，因其合适的直接带隙，高的吸光系数，以及长的载流子扩散长度展现了很好的光电性能。目前，基于甲脒阳离子的钙钛矿电池效率已经突破了25%。但是由于常温下钙钛矿相不稳定，通常需要添加少量的甲胺离子或者铯离子。然而，甲脒阳离子在钙钛矿前驱体溶液中，仍然受到溶剂，水分，甲胺等亲核试剂的进攻而逐渐分解。基于此背景，吉林大学的魏浩桐教授课题组，通过研究表征含甲脒阳离子的钙钛矿前驱体分解产物甲酰胺，提出了添加合适的稳定剂L-抗坏血酸（L-AA），提高了溶液的稳定性。而且，添加L-AA的钙钛矿溶液，成膜后表现出很好的钝化晶界的效果，并在之后光探测器的应用中展现出很好的弱光探测能力以及出色的器件稳定性。

这一工作即分析了甲脒离子在前驱体溶液中的分解路线，又提供了一种双功能的稳定剂。利用甲脒阳离子与L-AA的多个羟基形成氢键的共同作用，即保护了甲脒阳离子免受亲核试剂的进攻，又在形成钙钛矿薄膜后有效转移晶界处缺陷的剩余电荷。该研究也为在利用弱相互作用修饰钝化钙钛矿晶界设计方面提供了思路。

图1 抗坏血酸对甲脒阳离子的稳定作用。图片来自：Nano Letters

图2甲脒阳离子的分解产物的表征。图片来自：Nano Letters

这一成果发表在近期NanoLetters上(https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.0c04858)，文章的共同第一作者为吉林大学博士生冯晓蓬和吉林大学博士后谭明瑞。魏浩桐课题组主要从事高性能光电材料开发与制备，开发基于钙钛矿材料的高灵敏度X射线探测器、光探测器等光电器件。自2020年起担任《Molecules》杂志编委。课题组网站链接及二维码：https://www.x-mol.com/groups/haotongwei

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