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科學新知:2022 ACS Energy Lett.:范德瓦爾斯金屬接觸點對金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜之光電應用的影響

  韓國成均館大學 Jin-Wook Lee等人近期於ACS Energy Letters (IF23.101) 刊登一項研究。金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜上的金屬觸點通常是通過物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)工藝形成的,用於研究薄膜特性或構建光電器件。(註:PVD指的是利用物理過程來進行沉積薄膜的技術,不發生化學反應。常使用的技術有陰極濺射法和真空蒸鍍。)然而,PVD工藝會產生高能量的金屬原子,直接轟擊薄膜表面,可能會對薄膜造成意外的損害。此篇研究,作者們對PVD處理的金屬接觸對底層有機-無機雜化鈣鈦礦薄膜的光電特性的影響進行了系統性的研究。

  作者們採用了物理層壓的范德瓦爾斯金屬觸點進行比較,以進行定量分析。結果發現:

1. 透過空間電荷限制電流測量,證明在透過PVD工藝形成金屬接觸後,缺陷密度平均增加了26-48%

  1. 原位光致發光測量顯示產生的缺陷在電場下很容易遷移,會嚴重影響光電探測器的性能和穩定性。

  這項研究強調出鈣鈦礦和金屬觸點之間的完整連接對鈣鈦礦薄膜的表徵和光電應用的重要性。

Impact of van der Waals Metal
Atomic force microscopy (AFM) images
(a) FAPbI3(根肉方形粗糙度,Ra=6.4 nm)和(b)MAPbI3(Ra=7.0 nm)薄膜的原子力顯微鏡 (AFM) 圖像。 (c) 兩種薄膜的晶粒尺寸統計分佈。 (d) 兩種薄膜的厚度線掃描。
J–V curves of perovskite films with TdCl treatment at different molar concentration under AM 1.5G 100 mW cm2 illumination

(a) ITO/FAPbI3/Au 器件和 (b) 具有不同金屬觸點的 ITO/MAPbI3/Au 器件的正向 (-F)/反向 (-R) I-V 特性(紅線:EVC,藍線:vdWC)在連續條件下 具有不同掃描速率的電壓偏置從 0.006 V/s 到 0.6 V/s。

本文關鍵字:金屬鹵化物鈣鈦礦、metal halide perovskite、物理氣相沉積、physical vapor deposition、光電探測器、photodetector

原文:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01510

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