Small Methods: 一维有机无机杂化钙钛矿微纳单晶的可控制备、有序组装及其在光电器件中的应用

一维有机无机杂化钙钛矿微纳单晶材料继承了钙钛矿材料优异的物理化学性能以及纳米材料的独特物性,其研究在近期引起很大关注。与多晶薄膜材料相比,钙钛矿微纳单晶材料中的晶界和缺陷密度得到有效较低,因此具有更高的载流子迁移率、更长的载流子扩散距离,以及良好的空气稳定性。一维有机无机杂化钙钛矿微纳单晶材料的制备与光电性能研究,为进一步发展高性能的钙钛矿纳米光电器件提供了可能。然而,由于钙钛矿微纳单晶的尺寸较小,且生长位置与生长取向呈随机分布,这些都为其在光电器件中的规模应用带来挑战。通过将高质量的一维有机微纳单晶材料进行大面积阵列化有序组装,可以有效促进钙钛矿微纳单晶材料在集成光电器件领域的应用,相关研究已经取得重要进展。

近日,苏州大学的揭建胜、张晓宏教授课题组对一维有机无机杂化钙钛矿微纳单晶材料的可控制备、阵列化有序组装,以及高性能集成光电器件的应用进行了系统梳理。首先,该综述总结了包括一步法和两步法在内的一维钙钛矿微纳单晶材料的制备方法,并对其光电性质方面的研究进展进行了系统分析。然后,作者梳理了近几年来发展的多种阵列化有序组装钙钛矿微纳单晶的方法,如挥发诱导组装、弯液面辅助组装、限域组装和模板辅助组装等,并对这这些方法的优缺点进行了讨论与比较。紧接着,该综述总结了一维钙钛矿微纳单晶阵列在各类光电器件中的应用,包括光电探测器、激光器、光电二极管和太阳能电池等,并探讨了一维钙钛矿微纳单晶阵列在新型图像传感、波长探测等集成光电器件中的应用前景。最后,作者对一维钙钛矿微纳单晶材料在未来高性能、集成纳米光电器件应用中存在的挑战与机遇进行了展望,并指出了可行的解决方案。该综述发表在 Small Methods(DOI:10.1002/smtd.201700340)上,题为“1D Organic–Inorganic Hybrid Perovskite Micro/Nanocrystals: Fabrication, Assembly, and Optoelectronic Applications”。

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