由大邱庆尚北道科学技术研究院研究团队开发的新型薄膜光电二极管。援引：大邱庆尚北道科学技术研究院（DGIST）

大邱庆尚北道科学技术研究院的一个研究团队已经推出了一种新的高性能光电二极管，可以将厚度减少到传统硅光电二极管的六分之一。据研究人员介绍，他们致力于开发一种利用立方钙钛矿纳米晶体来提高光电二极管稳定性和性能的技术。将这种技术应用于未来的光电二极管将有助于需要高累积和分辨率的领域。

硅光电二极管作为图像传感器的基本光电转换单元，由于其噪声低、带宽吸收宽、工作频率高等特点，被广泛应用于各种成像应用。然而, 目前工业中使用的硅光电二极管由于其厚度超过3微米，导致分辨率受限。作为主要替代材料之一的钙钛矿对光的吸收很好，但由于稳定性差，难以投入实际使用。

为了克服现有材料的弊端，Chung教授注意到碘铅化铯（CsPbI3）钙钛矿以立方纳米晶体的形式能够保持稳定。研究团队开发了一种新型的薄膜光电二极管，利用了立方体碘铅化铯钙钛矿纳米晶体和光电二极管电极之间的含硫化合物。该团队开发的光电二极管通过铅离子（Pb2 +）和硫（S2-）负离子之间的酸碱反应提高了稳定性。

稳定酸碱反应的概念图和立方钙钛矿纳米粒子的电子显微照片。援引：大邱庆尚北道科学技术研究院（DGIST）

在这项研究中，优化的0.5微米厚的薄膜光电二极管表现出灵敏度为1.8×1012琼斯，类似于硅光电二极管。此外，即使在相对湿度超过80％的苛刻条件下，也可以稳定运行10个小时以上。

研究人员提出了一种使用钙钛矿以及光电二极管来提高各种光学器件如发光二极管和太阳能电池的稳定性的方法。此外，由于碘铅化铯钙钛矿纳米晶体能够在低温下加工，因此预计将可用于各种领域。

“这项研究所开发的小型高性能光电二极管将适用于要求高累积和高分辨率的自主车辆、**和太空探索领域，”Chung教授说。“我们将继续引领第四次工业革命，开发使用钙钛矿光电二极管的低成本、高效率、高稳定性的图像传感器。”

来源：https://phys.org/news/2017-11-thinner-photodiode-higher-stability.html

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