热蒸发法制备CsF钝化CsPbX3薄膜表面缺陷及其光致发光性能的显著提升

针对全无机钙钛矿薄膜界面缺陷导致性能下降的问题，研究人员通过热蒸发沉积CsF对CsPbX3（X=Cl, Br, I）薄膜进行后处理。结果显示，CsF钝化使CsPbCl3和CsPbBr3的PL强度分别提升69倍和370倍，平均寿命显著延长，归因于F?与Pb2+的强离子键抑制非辐射复合。该研究为钙钛矿光电器件缺陷调控提供了新策略。

　　

在追求高效光电器件的道路上，全无机钙钛矿材料CsPbX₃（X=Cl, Br, I）因其优异的光学特性成为研究热点，如高吸收系数、窄发射光谱和可调带隙。然而，多晶薄膜中大量界面缺陷导致非辐射复合加剧，严重制约器件性能。传统钝化方法如掺杂或工艺优化往往步骤复杂或影响材料本征结构。北京交通大学的研究团队独辟蹊径，采用热蒸发沉积CsF的后处理策略，通过F^?与未配位Pb²⁺的强键合作用，显著提升薄膜性能，相关成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》。

研究团队通过热蒸发法制备CsPbX₃薄膜，并精确控制CsF沉积厚度（8 nm为最优），结合能量色散谱（EDS）验证组分分布。利用光致发光光谱（PL）和寿命测试评估钝化效果，同时通过接触角测试分析疏水性变化。

结果与讨论

1. PL强度跃升：CsF钝化后，CsPbCl₃和CsPbBr₃的PL强度分别提升69倍和370倍，而缺陷较少的CsPbBrI₂仅增强2.6倍，证实F^?对卤素空位的选择性修复。
2. 寿命延长：CsPbCl₃平均寿命从0.77 ns增至4.73 ns，CsPbBr₃从1.45 ns飙升至251.89 ns，表明非辐射复合通道被有效抑制。
3. 疏水性增强：CsF层赋予薄膜更强疏水性，有助于提升环境稳定性。

结论
该研究证实热蒸发CsF可高效钝化CsPbX₃表面缺陷，F^?与Pb²⁺的强键合作用显著降低缺陷态密度。尤其对高缺陷密度的CsPbCl₃和CsPbBr₃效果更为突出，为钙钛矿LED和太阳能电池的界面工程提供了新思路。Weifang Zhang等学者通过精准的蒸发工艺控制，实现了“温和干预，大幅增效”的目标，展现出工业化应用的潜力。