Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Трехслойная структура, обработанная решением для высокопроизводительного фотодетектора на перовските

Аннотация

Благодаря своим выдающимся характеристикам, низкой стоимости, простоте изготовления, разнообразию фотонных и оптоэлектронных приложений металлогалогенные перовскиты вызвали большой интерес в приложениях для фотодетекторов. В настоящее время устройства, изготовленные из оксидов металлов, сульфидов металлов и 2D-материалов, обладают хорошей чувствительностью, но страдают от высокого темнового тока, низкой скорости отклика, небольшого отношения включения-выключения и плохой стабильности. В целом характеристики этих фотоприемников неудовлетворительны. Здесь боковой перовскит (CH 3 NH 3 ПбБР 3 ) / Этаноламин / TiO 2 (в этаноле) трехслойный фотоприемник разработан для достижения высокой производительности. Обработка EA увеличивает извлечение электронов и снижает нежелательную рекомбинацию. Это трехслойное устройство показывает хорошие характеристики при низком темновом токе 1,5 × 10 −11 . A, высокое отношение включения / выключения 2700, высокая фотодетектирующая способность 1,51 × 10 12 Джонс, высокая чувствительность 0,13 А Вт −1 и высокая стабильность по сравнению с обычными однослойными устройствами. Эта работа позволяет улучшить характеристики металлогалогенных перовскитных фотоприемников.

Введение

Фотодетекторы имеют широкий спектр применения, включая оптическую связь, биомедицинское зондирование и мониторинг загрязнения окружающей среды [1,2,3]. В последние годы перовскитные материалы на основе органо-неорганических галогенидов свинца привлекают чрезмерное внимание из-за их исключительных характеристик, таких как высокое оптическое поглощение, длительный срок службы носителей заряда и большая длина диффузии [4,5,6,7,8,9] . Эти характеристики позволяют предположить, что органо-неорганический перовскит является отличным материалом для применения в фотодетекторах [10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21]. До сих пор вертикальная структура широко использовалась для фотоприемников [22,23,24,25,26,27]. Недавно Zhang et al. изготовлен перовскитовый фотоприемник с использованием вертикальной конструкции [27]. Это устройство продемонстрировало хорошие световые характеристики и характеристики, но имело место высокое темновое напряжение (1,5 нА). Интересно, что боковые конструкции фотодетекторов привлекли огромное внимание из-за низких потерь проводимости и простого и недорогого процесса изготовления. Для фотоприемников использовались такие материалы, как дихалькогениды переходных металлов [28, 29], оксиды металлов [30, 31] и органические материалы [32, 33], среди которых большое внимание привлекли перовскитные материалы. Были изготовлены однослойные перовскитные устройства, но они показали низкое отношение включения / выключения, высокий темновой ток и плохую электрическую нестабильность [34, 35]. Например, Ding et al. изготовили однослойное устройство, которое имеет высокий темновой ток, низкую обнаруживающую способность и низкое отношение включения-выключения [35]. Фотоприемник из органо-перовскита, разработанный Ван и др. достигли хорошей производительности, но имеют большой темновой ток (от 10 −7 до 10 −8 А) [36]. Chen et al. изготовил двухслойный перовскитовый фотодетектор путем введения слоя органического полимера и модифицированного интерфейса гетероперехода для улучшения характеристик устройства, но все же устройство демонстрирует большой темновой ток и низкую детектирующую способность [37]. Однако низкая обнаруживаемость ( D *) и высокий темновой ток наблюдается из-за плохого несоответствия межфазного барьера гетероперехода, что усиливает рекомбинацию носителей. Таким образом, выбор подходящего материала для межфазного слоя важен для производительности устройства [33, 38]. Монокристалл CH 3 NH 3 ПбБР 3 фотодетекторы также были изготовлены [39,40,41], но их результаты неудовлетворительны из-за малого отношения включения-выключения и высокого темнового тока (≈10 −10 А).

Было применено множество подходов для улучшения характеристик устройства за счет балансировки транспорта носителей и минимизации сопротивления перехода путем согласования уровней энергии между слоями материала. Например, фториды металлов [42], сопряженный полиэлектролит [43] и полярные растворители [44] были использованы для уменьшения несоответствия энергетических барьеров между оксидами металлов (ZnO, MoO 3 , ZrO 2 ) и активные слои для повышения производительности оптоэлектронных устройств.

В этой статье мы изготовили боковой трехслойный перовскитовый фотодетектор, вставив межфазный дипольный слой этаноламина, который обеспечивает высокую экстракцию электронов с подавлением нежелательной рекомбинации носителей, и в результате устройство демонстрирует улучшенные характеристики. В этой спроектированной структуре свет с интенсивностью 0,5 мВт / см −2 поглощает в CH 3 NH 3 ПбБР 3 движение пленки и носителя осуществляется в спиртовом растворе TiO 2 фильм. Щель энергетического барьера между спиртовым TiO 2 и CH 3 NH 3 ПбБР 3 Пленка уменьшается за счет введения слоя этаноламина. Разработанный трехслойный фотоприемник показывает отличные характеристики при низком темновом токе 1,5 × 10 −11 . А, фотоприемник 1,51 × 10 12 Джонса, коэффициент включения-выключения 2700, время нарастания 0,49 с, время затухания 1,17 с, линейный динамический диапазон (LDR) 68,6 дБ, высокая устойчивость к окружающей среде.

Результаты и обсуждение

Однослойные и трехслойные фотоприемники были изготовлены на стеклянной подложке, как показано на рис. 1а, б соответственно. Прежде всего, TiO 2 (смешанный в этаноле) был изготовлен на стеклянной подложке, а затем пленка этаноламина была нанесена на TiO 2 после этого алюминиевые электроды толщиной 60 нм были нанесены термическим испарением на пленку этаноламина с использованием теневой маски, в результате чего ширина канала составила 2000 мкм, а длина канала - 30 мкм. Тогда MAPbBr 3 Пленка была нанесена на пленку этаноламина (ЭА) (подробности в разделе «Методы / Экспериментальная часть»). На рисунке 1c показано изображение трехслойного фотоприемника.

а Однослойное устройство. б Трехслойное устройство. c Оптическое изображение трехслойного устройства

На рисунке 2а показана картина XRD (дифракции рентгеновских лучей) MAPbBr 3 . фильм и MAPbBr 3 / EA / TiO 2 трехслойная пленка. Четыре пика MAPbBr 3 и MAPbBr 3 / EA / TiO 2 Ясно наблюдаются трехслойные пленки при 15,16 °, 30,32 °, 46,04 ° и 62,76 °. Характерные пики PbBr 2 отсутствуют. , спиртовой TiO 2 , и EA наблюдались в MAPbBr 3 / EA / TiO 2 трехслойная пленка. Это показывает высокую чистоту перовскита. На рис. 2б представлено поглощение однослойных и трехслойных пленок. TiO 2 и пленки EA не показывают абсорбции. Вся абсорбция осуществляется в перовскитовой пленке как для однослойного, так и для трехслойного устройства. Между MAPbBr 3 заметной разницы в абсорбции не наблюдается. фильм и MAPbBr 3 / EA / TiO 2 трехслойная пленка. Ширина запрещенной зоны 2.3 эВ также наблюдается по спектрам поглощения. Поглощение при разной (PbBr 2 ) отношения показаны на рис. 2c.

а Рентгенограммы MAPbBr 3 фильм и MAPbBr 3 / EA / TiO 2 трехслойная пленка. б MAPbBr 3 фильм и MAPbBr 3 / EA / TiO 2 Спектры поглощения трехслойных пленок. c Спектры поглощения при различных соотношениях PbBr 2

Морфология поверхности MAPbBr 3 Пленка исследовалась с помощью растрового электронного микроскопа (СЭМ). При отжиге при более высокой температуре на пленке перовскита наблюдалось большое количество точечных отверстий и трещин, как показано на рис. 3а. Поскольку точечные отверстия или трещины действуют как центры безызлучательной рекомбинации, что приводит к ухудшению характеристик устройства [45]. С другой стороны, плотная морфология без трещин была получена с большим размером зерна, когда пленка перовскита была отожжена при 75 ° C в течение 10 минут (рис. 3b). Таким образом, оптимизированная температура отжига помогла получить высококристаллические пленки без отверстий и трещин, которые могут способствовать процессам разделения и транспортировки фотовозбужденных носителей [45, 46].

СЭМ-изображение изготовленного MAPbBr 3 пленка обработана а при 100 ° C и b при 75 ° C

На рис. 4a – c показаны диаграммы зонной энергии спиртового TiO 2 . , этаноламин и MAPbBr 3 (определяется методом ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (UPS)). Достигнутые уровни Ферми для спиртового TiO 2 , этаноламина и перовскита составляют 3,84, 4,35 и 5 эВ соответственно. Расчетные максимумы зоны проводимости (CBM) для спиртового TiO 2 , этаноламина и перовскита составляют 3,81, 3,62 и 3,4 эВ соответственно. Энергетическая диаграмма MAPbBr 3 / EA / TiO 2 показывает, что фотогенерированные экситоны образуются в перовскитовой пленке, как показано на рис. 4d. Следовательно, электроны и дырки могут быть отделены через MAPbBr 3 / Интерфейс советника. Электроны потекут в EA, а затем упадут в TiO 2 пленка, а фотоотверстия останутся в MAPbBr 3 фильм.

ИБП (ультрафиолетовые фотоэлектронные спектры) a TiO 2 фильм. б Этаноламиновая пленка. c MAPbBr 3 фильм. г Диаграмма энергетических зон. Я - V характеристики фотоприемных устройств в оптимальном соотношении (1:1): e в темноте, f под светом с интенсивностью 0,50 мВт / см −2 . г Я - V характеристики трехслойного фотоприемника при различных соотношениях перовскита

На рис. 4e, f представлены I - V кривые спиртового TiO 2 устройство, MAPbBr 3 устройство и MAPbBr 3 / EA / TiO 2 трехслойный прибор (в темноте и при освещении интенсивностью 0,5 мВт / см −2 ). Сильный темновой ток со значением 1,24 × 10 −8 A рассчитано для спиртового TiO 2 устройства, а величина фототока почти аналогична величине темнового тока. Этот высокий темновой ток и низкий фототок устройства наблюдается при смещении 5 В. Однослойное устройство, изготовленное MAPbBr 3 показывает значение темнового тока 1,41 × 10 −10 A и значение фототока 9,95 × 10 −9 A, который показывает лучшие характеристики, чем спиртовой TiO 2 на базе устройства. Для сравнения, MAPbBr 3 / EA / TiO 2 трехслойное устройство показывает более низкий темновой ток 1,51 × 10 −11 A и повышенный фототок 4,09 × 10 −8 А. Область истощения, созданная вокруг MAPbBr 3 Интерфейс / EA является причиной небольшого темнового тока в MAPbBr 3 / EA / TiO 2 трехслойное устройство, благодаря которому проводящие участки сокращаются и темновой ток подавляется. В однослойных фотоприемниках происходит большая рекомбинация, поскольку дырки и электроны переносятся в одном слое. По этой причине фототок трехслойного фотоприемника выше, чем у других однослойных фотоприемников. Для трехслойного фотоприемника фотогенерированные электроны и дырки разделены гетеропереходом. Электроны переместятся из MAPbBr 3 пленку до пленки EA, а затем в спиртовой TiO 2 фильм через интерфейс. Из-за этого электроны будут отделяться от дырок, из-за чего рекомбинация носителей резко уменьшается, а это приводит к большему фототоку. Мы применили различные соотношения перовскита для повышения производительности устройства, как показано на рис. 4g. Оптимальное соотношение перовскита для трехслойного фотоприемника - 1:1.

Отзывчивость ( R ) и обнаруживаемость ( D * ) являются важными факторами для фотоприемных устройств. Где отзывчивость определяется как:

$$ R =\ frac {I_p- {I} _d} {P_ {in}} $$ (1)

Где я p представляет ток в белом свете и I d представляет ток в темноте. P в представляет собой эффективную мощность падающего света на эффективной области (области канала электрода) [15]. Отзывчивость ( R ) можно увеличить, уменьшив длину канала электрода, мощность освещения P в , и увеличением напряжения смещения [30]. Согласно формуле. (1), чувствительность трехслойного фотоприемника составляет 0,13 А Вт −1 при интенсивности падающего белого света 0,5 мВт / см −2 , а 0,03 A W −1 Чувствительность рассчитана для однослойного фотоприемного устройства. Повышенный фототок и подавленный темновой ток являются причиной повышенной чувствительности трехслойного фотодетекторного устройства. На рис. 5а показана чувствительность однослойных и трехслойных устройств.

а Отзывчивость и ( b ) обнаруживающая способность однослойных и трехслойных устройств при разном подаваемом напряжении при интенсивности света 0,5 мВт / см −2 . c Спектральная чувствительность, d спектральная обнаруживающая способность и ( e ) Спектры EQE двух фотоприемников при освещении 10,6 мкВт / см −2 и смещение 5 В

Обнаруживаемость определяется следующим образом:

$$ {D} ^ {\ ast} =R \ sqrt {\ frac {S} {2q {I} _d}} $$ (2)

Где R чувствительность фотоприемного устройства, S - эффективная область канала при освещении, а q представляет собой заряд электрона (1,6 × 10 −19 В) [16]. Обнаруживающая способность - важный параметр, указывающий на светочувствительность фотоприемника. Большая обнаруживаемость означает большую чувствительность при обнаружении световых сигналов. На рисунке 5b показана обнаруживаемая способность одно- и трехслойных устройств.

Согласно формуле. (2), обнаружительная способность, рассчитанная для трехслойного устройства, составляет 1,51 × 10 12 Джонс (интенсивность света 0,5 мВт / см −2 и смещение 5 В), а значение 1,19 × 10 11 Джонс рассчитан для однослойного MAPbBr 3 устройство. Трехслойное устройство демонстрирует высокую обнаруживаемость по сравнению с однослойным устройством. Очень высокий D * трехслойного устройства из-за очень низкого темнового тока.

На рис. 5c, d показаны спектральная чувствительность и обнаруживающая способность однослойного и трехслойного фотоприемника при 5 В и освещенности 10,6 мкВт / см −2 . . Трехслойное устройство показывает высокую чувствительность 0,33 А Вт -1 и высокая обнаруживающая способность 4,46 × 10 12 Джонса на длине волны 520 нм. В то время как для однослойного устройства чувствительность составляет 0,14 А Вт -1 и обнаруживаемость 1,9 × 10 12 Джонс. Это показывает, что трехслойный фотодетектор может обнаруживать очень слабый световой сигнал. Спектры внешней квантовой эффективности (EQE) обоих устройств измерены, как показано на рис. 5e. EQE для однослойного устройства был измерен до 30%, а для трехслойного устройства до 80% при смещении 5 В. Кривая поглощения (рис. 2b) также усиливает результаты спектров EQE.

Отношение сигнал / шум (SNR) и линейный динамический диапазон (LDR) - еще два важных параметра для характеристики фотодетектора, описываемые как:

$$ \ mathrm {SNR} =\ frac {I_p- {I} _d} {I_d} $$ (3) $$ \ mathrm {LDR} =20 \ mathit {\ log} \ frac {J _ {\ mathrm {light }}} {J _ {\ mathrm {dark}}} $$ (4)

Где J свет и Дж темный фототок и плотность темнового тока соответственно [24]. SNR может предоставить подробную информацию об уровне полезного сигнала (фототока) до фонового шума (темновой ток); фоновый шум менее заметен при высоком значении отношения сигнал / шум. Диапазон мощности падающего света можно измерить с помощью LDR. Обычно это указывается в децибелах (дБ). LDR и SNR двух фотодетекторов измеряются при приложенном напряжении 5 В. SNR однослойного устройства составляет 69. Трехслойный фотодетектор показывает гораздо большее SNR, равное 2700. Расчетное LDR трехслойного фотодетектора составляет 68,6 дБ, а для трехслойного фотодетектора. однослойный фотоприемник, LDR 36,9 дБ. Улучшенные чувствительность, обнаруживающая способность, LDR и SNR ясно показывают преимущество трехслойного фотодетектора перед однослойным фотодетектором.

На рис. 6 были измерены характеристики включения / выключения двух фотоприемников при интенсивности света 0,5 мВт / см −2 . и приложенное смещение 5 В. Оба фотодетектора демонстрируют отличную повторяемость включения-выключения, как показано на рис. 6a, c. Один цикл включения-выключения обоих устройств показан на рис. 6б, г. Для однослойного устройства ток возрастает и достигает своего максимального значения, а затем медленно уменьшается при освещении, пока свет не погаснет. Это явление происходит в однослойном фотодетекторе, потому что фотогенерированные носители заряда рекомбинируют в местах эмиссии глубоких уровней, из-за чего фототок уменьшается с течением времени. В то время как для трехслойного фотоприемника на перовските ток растет очень быстро и достигает максимального значения, а затем остается стабильным при освещении, пока он не погаснет. Это явление возникает из-за того, что участки эмиссии глубоких уровней не влияют на так много фотогенерируемых носителей заряда [38]. Расчетное отношение включения / выключения составляло 70 для однослойного фотодетекторного устройства, а измеренное время нарастания / затухания - 0,72 / 1,72 с. В то время как для трехслойного устройства коэффициент включения-выключения составляет 2700, а его время нарастания / спада составляет 0,49 / 1,17 с. Время нарастания / спада для трехслойного фотодетекторного устройства меньше по сравнению с однослойным фотодетекторным устройством из-за более быстрой генерации электронов и дырок и явления рекомбинации. Время, необходимое для фототока, в течение которого он достигает 90% от своего максимального значения, называется временем нарастания, а время, необходимое для фототока, в течение которого он падает до 10% от своего максимального значения, называется временем затухания [17]. В обычных полупроводниках значения времени нарастания и затухания велики, и это происходит из-за долгоживущих ловушек. Разделение и рекомбинация носителей заряда вокруг перехода является причиной высокого отношения включения-выключения, повышенной чувствительности, высокой обнаружительной способности и высокого LDR [3, 30]. Это причина, по которой достигается более короткое время нарастания и затухания трехслойного фотоприемного устройства.

Характеристики включения / выключения a , b однослойный (MAPbBr 3 ) фотоприемник. c , d Трехслойный фотоприемник (при интенсивности света 0,5 мВт / см −2 и приложенное смещение 5 В)

Наконец, образцы помещали в окружающую среду с относительной влажностью 30-40% для исследования устойчивости трехслойного фотодетектора к окружающей среде. Поглощение и XRD измеряли на стабильность, как показано на фиг. 7a, b соответственно. Никаких специфических изменений в спектрах поглощения через 30 дней не наблюдалось. Картина XRD была почти такой же через 30 дней. Дополнительных характерных пиков, связанных с окружающей средой, не наблюдалось. Это свидетельствует о высокой стабильности нашей перовскитовой пленки. Темнота и фототок (при интенсивности белого света 0,5 мВт см −2 ) остаются почти такими же через 30 дней, как показано на рис. 7c. Трехслойный фотодетектор показывает почти стабильный фототок, что означает, что наше устройство стабильно и менее подвержено влиянию окружающей среды.

а Спектры видимого поглощения. б Спектры XRD. c Я - V кривые трехслойного фотоприемника в исходном состоянии и через 30 дней в окружающей среде (при интенсивности белого света 0,5 мВт см −2 )

Общая производительность с D * 1,51 × 10 12 Джонса, отношение включения-выключения 2700, время нарастания и затухания 0,49 / 1,17 с, LDR 68,6 дБ и EQE до 80% достигается с помощью трехслойного устройства, что показывает высокие характеристики устройства трехслойного фотодетектора. Благодаря отличному взаимодействию между перовскитом, EA и спиртовым TiO 2 , получены отличные характеристики детектора. В таблице 1 показаны результаты современных металлогалогенных перовскитных фотоприемников.

Перовскитовый фотоприемник на основе SnO 2 был также изготовлен, и из-за очень низкого отношения включения-выключения и высокого темнового тока характеристики фотодетектора были неудовлетворительными, как показано на рис. 8a. Все это произошло из-за несовпадения уровней энергии [47]. Мы также использовали метиловый эфир фенил-C61-масляной кислоты (PCBM) и смесь PCBM:PMMA в качестве слоя переноса электронов для изготовленного перовскитового фотодетектора, но производительность этих устройств была намного хуже, чем у SnO 2 устройства, как показано на рис. 8b, c соответственно. Выбор подходящего слоя переноса электронов (ETL) очень важен для достижения хороших характеристик фотодетектора, что ясно видно из экспериментов. Также были изготовлены трехслойные фотодетекторные устройства с серебряными электродами, но производительность этих устройств была неудовлетворительной из-за высокого темнового тока и низкого фототока, как показано на рис. 8d.

Я - V кривые. а Перовскит / EA / SnO 2 устройство. б Устройство перовскит / EA / PCBM. c Устройство перовскит / EA / PCBM:PMMA. г Перовскит / EA / TiO 2 прибор с электродами из серебра

Методы / экспериментальные

Подготовка материала

ПбБР 2 и CH 3 NH 3 Br были приобретены у Xi’an Polymer Light Technology Corporation. ДМФ, ДМСО, этаноламин и 2-метоксиэтанол были приобретены у Alfa Aesar, а TiO 2 10% растворимый в этаноле (размер частиц 30 нм) был приобретен у InnoChem. Все материалы использовались без дополнительной очистки. Стеклянные слайды, используемые в качестве подложки, были произведены SAIL BRAND.

TiO 2 в алкоголе

TiO 2 смешивали с этанолом (соотношение 1:16 по объему) с различными концентрациями. 50 мкл TiO 2 растворяют в 800 мкл этанола и перемешивают 1 ч при комнатной температуре. Из-за явления блокировки носителей компактного TiO 2 , его нельзя использовать в качестве хорошего электронного транспортного слоя [48]. Итак, TiO 2 смесь в спирте использовалась как ETL.

Этаноламин

Смесь ЭА и 2-метоксиэтанола синтезировали по ранее описанной методике [49]. Этаноламин в соотношении 3% по массе смешивали с 2-метоксиэтанолом для приготовления смеси растворов.

Перовскит

1 М раствор CH 3 NH 3 ПбБР 3 был получен реакцией CH 3 NH 3 Br и PbBr 2 в соотношении 1:1 (по весу) в смеси диметилсульфоксида (ДМСО) и N , N -диметилформамид (ДМФ) в соотношении 1:4 (по объему), затем осуществляли перемешивание при температуре 70 ° C в течение ночи.

Изготовление устройства

Стеклянные подложки промывали детергентом, деионизированной водой, изопропиловым спиртом и ацетоном в течение 20 минут каждый, а затем сушили N 2 воздух и, наконец, были очищены O 2 плазму в течение 15 мин для удаления частиц, оставшихся на подложках. Сначала стеклянные подложки были покрыты спиртовым раствором TiO 2 . при скорости 4000 об / мин в течение 30 с в условиях окружающей среды, после чего отжигали при 150 ° C в течение 30 мин. После этого EA в 2-метоксиэтаноле был нанесен на TiO 2 пленку при скорости 3000 об / мин в течение 40 с в условиях окружающей среды, после чего отжигали при 130 ° C в течение 10 мин. Затем на пленку ЭА методом термического напыления наносились Al (алюминиевые) электроды толщиной 60 нм. Ширина канала теневой маски составляет 2000 мкм, а длина канала теневой маски - 30 мкм. Наконец, MAPbBr 3 раствор был нанесен методом центрифугирования на пленку EA с помощью двухэтапного метода для завершения процесса изготовления. На первом этапе раствор наносили центрифугированием со скоростью 1000 об / мин в течение 10 с, а затем наносили покрытие центрифугированием со скоростью 5000 об / мин в течение 30 с. На втором этапе 50 мкл толуола были каплями на прядильную основу за 22 с до окончания центрифугирования.

Характеристика

Keithley 4200 использовался для измерения электрических характеристик в условиях окружающей среды при комнатной температуре. В качестве источника белого света использовался осветитель холодного света XZ-150WA. Перед использованием белого света интенсивность света измерялась монокремниевым детектором. Newport Oriel 200 использовался как источник монохроматического света. СЭМ (Hitachi S-4800) использовался для характеристики изображения поверхности и морфологии пленки. Спектрофотометр JASCO V-570 использовался для регистрации спектров поглощения. Для записи анализа UPS использовалась система фотоэлектронной спектроскопии KRATOS AXIS ULTRA DLD с нефильтрованной газоразрядной лампой He I (21,22 эВ). Rifaku D / MAX-2004 XRD с Cu K излучение (\ (\ lambda =1.54178 \ \ mathrm {\ AA} \)) было использовано для исследования фазовой идентификации пленки, которая работает при 60 мА и 40 кВ.

Выводы

В заключение, перовскит / EA / TiO 2 Разработан и изготовлен трехслойный фотоприемник. Темновой ток значительно снижен в трехслойном фотоприемнике за счет сформированного гетероперехода. Пленка EA и алкогольный TiO 2 пленки были использованы для изготовления перовскита / EA / TiO 2 трехслойное фотоприемное устройство. В этом типе конструкции свет поглощается перовскитной пленкой, а фотоэлектроны переносятся в спиртовом TiO 2 пленка, а EA отвечает за уменьшение рассогласования энергетических барьеров и увеличивает вывод фотоэлектронов. Когда светится, носители заряда разделяются через гетеропереход. Электроны переносятся в слой EA, затем переносятся и переносятся в спиртовой TiO 2 , а дырки остаются в слое перовскита. В результате подавляется рекомбинация носителей заряда и усиливается фототок. Общая производительность трехслойного устройства показывает D * 1,51 × 10 12 Джонс, коэффициент включения-выключения 2700, R 0,13 А Вт −1 , время нарастания и затухания 0,49 / 1,17 с и LDR 68,6 дБ. MAPbBr 3 / EA / TiO 2 фотодетектор показывает очень высокую общую производительность по сравнению с устройствами на основе монокристаллов и устройствами на основе 2D материалов. Стабильность трехслойного устройства в окружающей среде имеет большое значение для будущих устройств оптоэлектроники. Модифицированный межфазный слой и слой переноса электронов могут значительно подавить рекомбинацию носителей и улучшить характеристики перовскитных фотодетекторных устройств. Этот подход может сыграть важную роль в улучшении производительности устройства за счет модификации гетероперехода.

Сокращения

EA:

Этаноламин

EQE:

Внешняя квантовая эффективность

LDR:

Линейный динамический диапазон

PCBM:

Метиловый эфир фенил-C61-масляной кислоты

PMMA:

Полиметилметакрилат

SEM:

Сканирующий электронный микроскоп

SNR:

Соотношение сигнал / шум

ИБП:

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия

XRD:

Рентгеновская дифракция


Наноматериалы

  1. Технология HDPE с барьером высокой влажности для многослойной гибкой упаковки
  2. Подготовка и фотокаталитические характеристики фотокатализаторов LiNb3O8 с полой структурой
  3. Композит Na4Mn9O18 / углеродных нанотрубок как материал с высокими электрохимическими характеристиками для водн…
  4. Двумерные мезопористые микрочипы VO2 для высокопроизводительного суперконденсатора
  5. Преобразование осадка Si в структуру нано-Si / SiOx за счет диффузии кислорода внутрь в качестве прекурсора для вы…
  6. Синтез нанокомпозитов MoS2 / C с помощью гумата путем совместного осаждения / прокаливания для высокоэффективны…
  7. УФ-обработка низкотемпературных обработанных слоев переноса электронов SnO2 для планарных перовскитных солне…
  8. BD запускает решение для высокопроизводительного молекулярно-диагностического тестирования
  9. Высокопроизводительная токарная обработка
  10. Высокоэффективный алюминиевый сплав для аддитивного производства DISPAL® S220 AM