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Small Methods:图案化钙钛矿的光电应用

图案化技术(Patterning technology),作为一种成熟的微结构加工策略,现已广泛的应用于硅、导电聚合物、金属氧化物等多种不同半导体材料。该技术通过构建及调节微结构来优化材料的性质,进而满足不同功能以及审美的需求。特别是在光电领域,图案化技术可以在光电器件中构建不同的功能化微结构以调节器件的电学及光学性质,主要表现在:促进电荷提取与传输、增强光子捕获能力以及提高器件稳定性等方面,最终得以优化器件的性能参数。同时,图案化技术方法较多且灵活度高,可以实现多种复杂的微图案,从而可以应用于可穿戴以及便携式设备以满足人们的审美需求。

近年来,有机无机杂化钙钛矿材料由于其独特的半导体性质,成为新型光电材料中的一匹黑马;其可应用于各类光电器件(太阳能电池、光电探测器、发光二极管等)并展现出十分优异的性能。特别是钙钛矿基太阳能电池,在不到十年的时间里就实现了23%以上的光电转换效率。为了进一步优化钙钛矿基光电器件的性能,一系列成熟的图案化技术被成功应用于钙钛矿材料;其通过简便的微结构构建优化钙钛矿材料的物理化学性质,最终提升了钙钛矿基光电器件的性能及稳定性。因此,钙钛矿的图案化技术在光伏、发光等领域具有巨大的应用价值与前景。

Small Methods:图案化钙钛矿的光电应用

近日,北京大学的朱瑞研究员课题组发表综述文章“Patterned Perovskites for Optoelectronic Applications ”,系统的梳理了近年来应用于钙钛矿基光电器件的图案化技术及其研究进展。文章中,作者将应用于钙钛矿材料的图案化技术分为间接图案化技术与直接图案化技术。其中,间接图案化是指将钙钛矿材料构建于已图案化的基底或模板来实现不同的微图案,其包括模板辅助图案化和间接基底图案化;直接图案化是通过将钙钛矿沉积为薄膜形态,随后通过不同的工具加工以实现不同的微图案,其包括纳米压印图案化和光致图案化。在每个部分,作者都详细的介绍了对应的图案化方法以及该方法的研究进展;同时,作者也对各方法的优势及其在光电领域的应用做出了讨论。最后,该综述对各种图案化技术进行了比较与总结,探讨了目前图案化技术应用于钙钛矿材料所面临的问题与挑战,并针对当前问题所提出了可行性解决方案。

相关综述论文在线发表于 Small Methods (DOI:10.1002/smtd.201800110)上。

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