深圳先进院开发仿铠甲型全无机钙钛矿纳米晶薄膜
近日，中国科学院深圳先进技术研究院先进材料科学与工程研究所喻学锋、何睿团队成功制备出仿铠甲型全无机钙钛矿纳米晶薄膜，拓展了钙钛矿纳米晶在光电子器件中的应用，也为纳米晶活性层柔性结构的设计引入了新思路。最新成果发表于《先进科学》。
相比传统高温制备的半导体材料，通过溶液法低温制备的高性能胶体纳米晶材料凭借廉价易得的优势，有望成为推动柔性光电探测器领域发展的重要材料。全无机钙钛矿是半导体纳米材料之一，可直接将纳米晶与柔性衬底集成在一起，极大简化了光电器件的制备流程，且成本低廉，易进行大规模制备。
“然而，钙钛矿容易受环境中水、氧、热等因素的侵蚀，从而影响纳米晶薄膜的柔韧性和光电性能。此外，钙钛矿纳米晶在聚合物基体中的分散性差、体积占比低，导致聚合物基纳米晶复合材料的导电性通常极差，无法在光电器件中应用。”何睿表示。
对此，团队提出了一种“软硬结合”的结构设计策略，通过有机硅烷水解缩聚在钙钛矿表面进行原位薄层修饰，制备出仿铠甲型全无机钙钛矿纳米晶薄膜。该薄膜在水中浸泡3天，在85℃、相对湿度85%的高温高湿环境下老化54小时，均表现出较好的稳定性。该研究制备的超薄修饰层并未导致钙钛矿纳米晶薄膜材料绝缘，紧密排列的纳米颗粒阵列可以实现钙钛矿纳米晶体间的电子传递，保持了优异的光电性能。
此外，该薄膜与柔性衬底的相容性和抗形变能力大幅提升。基于此薄膜制备的紫外探测器经过5000次循环弯曲依然保持初始性能的78%，表现出优异的机械稳定性。
来源：中国科学报
