通过大晶粒互穿晶体和横向晶界锚定技术实现的高性能钙钛矿X射线平板探测器

《Advanced Functional Materials》：Robust Perovskite X-ray Flat Panel Detector via Large-Grain Interpenetrating Crystals and Lateral Grain Boundary Anchoring

提出聚合物辅助原位生长策略，制备大晶粒（360μm）高密度钙钛矿厚膜，提升机械性能（杨氏模量11.14 GPa）和电性能（μτ=2.14×10^-3 cm2/V），使X射线平板成像器空间分辨率达5.27 lp/mm，像素死亡率0.832%，并解决机械稳定性难题。

　　

摘要

多晶有机-无机金属卤化物钙钛矿薄膜因其低成本和大规模制备能力，在下一代X射线平板成像仪（FPXI）中具有巨大潜力。然而，要实现高性能的FPXI，需要制备厚度大于300微米（>300 μm）的薄膜，并且这些薄膜中的钙钛矿颗粒必须具有高质量和高尺寸。通常情况下，厚膜钙钛矿的颗粒堆积密度不足，导致出现孔洞、裂纹和分层等结构缺陷，从而降低器件产量并增加坏像素率。本文提出了一种聚合物辅助的原位生长策略，成功制备出了尺寸达360微米（360 μm）的大颗粒，且颗粒边界得到了增强，这是迄今为止报道的所有钙钛矿厚膜中最大的。所制备的MAPbI₃厚膜同时具备了优异的机械性能（杨氏模量为11.14 GPa）和电性能（μτ值为2.14 × 10^?3 cm² V^?1）。相应的FPXI显示器具有5.27 lp mm^?1的高空间分辨率和0.832%的超低坏像素率。此外，该厚膜与基底的粘附性很强，在500克（500 g）的拉力作用下仍能保持牢固附着。这项工作不仅为高性能FPXI的制备提供了一种有效策略，还为钙钛矿光电子器件长期存在的机械稳定性问题提供了通用解决方案。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。