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近年來，鈣鈦礦材料被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、光電探測(cè)器、發(fā)光顯示等研究領(lǐng)域，并取得一系列突破性進(jìn)展。鈣鈦礦的良好性能主要來源于其優(yōu)異的載流子特性，比如載流子遷移率高，擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)等。然而鈣鈦礦器件在真實(shí)工作條件下的微觀載流子動(dòng)力學(xué)行為仍不明晰。

 

研究團(tuán)隊(duì)成功制備出CH3NH3PbBr3鈣鈦礦微晶光電探測(cè)器，并采用高空間分辨（1微米，1微米=10-6米）光電流成像技術(shù)，研究了其在外加電場(chǎng)下的載流子動(dòng)力學(xué)行為。研究發(fā)現(xiàn)，在弱電場(chǎng)下，載流子輸運(yùn)為擴(kuò)散機(jī)制（diffusion）；而在較強(qiáng)電場(chǎng)下，載流子輸運(yùn)為遷移機(jī)制（drift），載流子輸運(yùn)長(zhǎng)度與外加電場(chǎng)強(qiáng)度呈正相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)在CH3NH3PbBr3鈣鈦礦單晶中，缺陷態(tài)分布也是不均勻的，并影響載流子輸運(yùn)長(zhǎng)度，進(jìn)而影響器件效率。

 

結(jié)果表明，通過更好的控制單晶中的缺陷態(tài)分布可以提升器件整體效率。