美国加州大学洛杉矶分校的工程与应用科学亨利萨缪理学院教授劳伦斯E.坦那斯、研究人员杨阳和卡罗尔开发了一种使用钙钛矿材料溶液处理的薄涂层光电探测器，因为不是采用硅或其他常用材料，可降低制造成本，提高医疗和商用光传感器的质量。“具有高探测灵敏度的溶液处理杂化钙钛矿光电探测器”一文发表在《自然通信》第5卷5404页。

      研究人员解释道，钙钛矿是具有晶体结构的有机-无机杂化材料，可高效率地将光转换成电。近年来，钙钛矿材料的使用推进了太阳能电池效率的快速提高。

      钙钛矿光电探测器的制备使用一种溶液涂复工艺，在华氏温度300度的钙钛矿液体中为器件涂复薄层。此方法不需要现有商用光电探测器开发所必须的高能耗高热量或真空处理步骤。钙钛矿型涂层大约厚300纳米，而常见光电探测器的硅层厚度是其330倍（100微米）。其结果是该探测器以最小损耗高效快速地传输信号，在昏暗灯光下它还提供改进的灵敏度。

      论文合作者，杨阳实验室工程师洪紫若说，“我们的创新是将钙钛矿材料应用于光电探测器，适当的结构设计可使材料高效发挥作用。” 研究人员改进了钙钛矿光伏电池的典型设计，改变直接与钙钛矿层相连的界面材料以提高电池性能，特别是响应速度。

      室温下运作的钙钛矿探测器具有接近1014 琼斯（Jones）的探测率（检测弱信号的能力），线性动态范围超过100dB，3MHz时快速光响应为3dB带宽。性能明显优于迄今为止报道的大多数有机量子点和杂化光电探测器，甚至优于传统的无机半导体光电探测器。

      加利福尼亚纳米系统研究院成员，首席研究员杨阳说，“钙钛矿探测器可提高各种用途光学传感器的效率和对比度，生产时需要较少的能源和时间，并可用于有成本效率的工业规模化生产。” 采用适当的设备接口设计，钙钛矿材料是低成本、高性能光电探测器有希望的候选者。

      该研究得到美国国家科学基金会和美国空军科学研究办公室的支持。


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