双面钝化辅助化学气相沉积制备高效晶体SbSI太阳能电池及光电探测器

本研究针对金属硫卤化物薄膜制备中结晶度与形貌控制的难题，开发了SbI3气相辅助结晶结合双面钝化技术。通过精确调控气源与基底温度，实现了SbSI薄膜的高质量沉积，使太阳能电池转换效率（PCE）达1.60%（模拟太阳光）和3.71%（白光LED），探测器比探测率达3.6×1012 Jones，为新型光电器件开发提供新策略。

　　

金属硫卤化物（Metal chalcohalides）作为从传统卤化物和硫属化物体系演化而来的新兴材料体系，在材料设计范式上展现出独特优势。然而常规薄膜制备技术往往因成核与生长动力学失控，难以兼顾结晶性与形貌控制。本研究提出一种基于双面钝化的锑硫碘化合物（SbSI）沉积与结晶调控方法：通过优化前驱体溶液诱导适度成核，结合SbI₃气相辅助结晶技术，并精准控制气源与基底温度，最终获得结晶质量显著提升的薄膜。该薄膜的光电转换效率（PCE）超越传统方法三倍以上。采用超薄硫化镉（CdS）和MeO-2PACz双面钝化层有效抑制界面陷阱态，使器件在模拟太阳光和白光发光二极管（LED）照射下分别实现1.60%和3.71%的PCE，最高比探测率（specific detectivity）达到3.6×10¹² Jones。