Perovskitas de múltiples cationes y haluros mixtos (FAMAC), que se forman incorporando iones Cs / MA / Br en el FAPbI ₃ perovskitas, se consideran las mejores composiciones para aplicaciones en dispositivos fotovoltaicos y fotoelectrónicos de alta eficiencia debido a su mayor estabilidad, migración de iones suprimida, e histéresis reducida. Sin embargo, la composición real, especialmente el contenido de C en perovskitas FAMAC, para los dispositivos de última generación reportados por diferentes grupos de investigación ha sido inconsistente.

Es más, La segregación de fase en la fase amarilla sin perovskita se observa a menudo durante el proceso de cristalización. Esta fase amarilla indeseable actúa como estados de atrapamiento o centros de dispersión, que tiene un impacto negativo en la movilidad del portador de carga y la dinámica de recombinación del portador, deteriorando así el rendimiento del dispositivo.

Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el profesor Liu Shengzhong del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS), en colaboración con el Prof.Liu Yucheng de la Universidad Normal de Shaanxi, y el profesor Mercouri G. Kanatzidis de la Universidad Northwestern (Evanston), propuso una estrategia eficiente para obtener monocristales de perovskita de alta calidad con un tamaño de hasta 5 pulgadas. Los monocristales de fase pura y grande se utilizaron para diseñar fotodetectores de circuito integrado autoamplificados de alto rendimiento.

Este trabajo fue publicado en Avances de la ciencia .

Los investigadores seleccionaron un agente reductor, ácido fórmico, para suprimir la segregación de fases durante el proceso de cristalización para obtener cristales individuales de perovskita de haluro mixto de triple catión muy grandes. Esta estrategia produjo monocristales de perovskita de última generación con una larga vida útil. alta movilidad de carga, larga distancia de difusión del portador, uniformidad superior, y estabilidad a largo plazo, facilitando así el diseño de fotodetectores de circuito integrado autoamplificados de alto rendimiento.

Es más, Dado que el fotodetector que comprende el cristal mostró una gran capacidad de respuesta, alta ganancia fotoconductora, excelente detectividad, y rápida velocidad de respuesta, Se fabricó un sistema integrado de imágenes con foto-respuesta uniforme basado en una matriz pixelada de 12 por 12 de fotodetectores monocristalinos.

Por ejemplo, una matriz de 2 por 2 píxeles mostró una buena discriminación entre píxeles con iluminación selectiva.

"Creemos que un diseño tan novedoso abrirá nuevas vías para las aplicaciones de circuitos integrados autoamplificados de perovskita en dispositivos relevantes para aplicaciones de imágenes, "dijo el Prof. LIU.