近日，刘生忠教授团队在Science China Chemistry 杂志上发表的题目为“120 mm single-crystalline perovskite and wafers: towards viable applications”的论文被《中国科学•化学》评选为“2017年度优秀论文”。 (http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCC/60/10/10.1007/s11426-017-9081-3?slug=fulltext) 

大尺寸单晶硅的发展已经改变了整个半导体行业，包括集成电路和太阳能电池。可以预见，大尺寸钙钛矿单晶的发展将拓展其在光伏、光电子、激光、检测器、LED等领域的广泛应用。遗憾的是，到目前为止，由于缺少大尺寸钙钛矿单晶材料，几乎所有的钙钛矿器件均是基于微晶薄膜。由于微晶钙钛矿材料中存在大量晶粒、晶界、晶隙和表面缺陷，导致载流子复合，从而显著降低了器件效率。本文研发了一种超大尺寸单晶生长技术，生长了一系列大尺寸钙钛矿单晶材料，发展了钙钛矿单晶切片方法，同时证明单晶薄片的光电响应比微晶薄膜高数百倍。

 

 

 

我校新能源高等技术研究院刘生忠教授团队在大尺寸钙钛矿单晶研究领域已经发表了多篇高质量研究论文，如：

低温梯度结晶生长高质量钙钛矿单晶用于高效探测器的研究：Liu, et al., Mater. Today, 2019, 22, 67-75.

(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702118301172?via%3Dihub)

 

大面积柔性钙钛矿单晶薄膜研究: Liu, et al., Nat. Commun. 2018, 9, 5302.

(https://www.nature.com/articles/s41467-018-07440-2)

 

大面积钙钛矿单晶数字图像传感器方面研究: Liu, et al., Adv. Mater. 2018, 30, 1707314.

(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201707314)

 

钙钛矿单晶结构的研究: Li, et al., Nat. Commun. 2017, 8, 16086.

(https://www.nature.com/articles/ncomms16086?WT.feed_name=subjects_energy-science-and-technology)

 

厚度和形状可控的超薄钙钛矿单晶的生长: Liu, et al., Adv. Mater. 2016, 28, 9204.

(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201601995)

 

大尺寸CH₃NH₃PbX₃ (X = Cl, Br, I)钙钛矿单晶的生长及表征: Liu, et al., Adv. Mater. 2015, 27, 5176. (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201502597)

 

有机无机杂化钙钛矿CH₃NH₃PbI₃的多级结构转变研究: Chen, et al., Phys. Rev. X. 6.031042. (https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.031042)

 

Cs和Br共掺杂的HC(NH₂)₂PbI₃钙钛矿单晶的制备及光电性能研究: Li, et al., CrystEngComm. 2018, 20, 5510.

(https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ce/c8ce00916c#!divAbstract)

 

高质量CH₃NH₃PbI₃钙钛矿单晶应用于宽光谱和超快响应的光电探测器: Zhang, et al., J. Energy Chem. 2018, 27, 722-727.

(https://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2016/tc/c6tc03592b)

 

二维(C₆H₅CH₂CH₂NH₃)₂PbBr₄钙钛矿单晶的生长及其应用于高性能紫外探测器: Zhang, et al., J. Mater. Chem. C. 2019, 7, 1584.

(https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/tc/c8tc06129g)

 

非铅钙钛矿单晶的生长: Yao et al, RSC Adv 7, 38155-38159.

(https://pubs.rsc.org/-/content/articlelanding/2017/ra/c7ra07101a#!divAbstract)

 

20 mm HC(NH₂)₂PbI₃钙钛矿晶体的生长及应用于集成光电探测器: Liu, et al., Adv. Opt. Mater. 2016, 4, 1829.

(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adom.201600327)

 

钙钛矿晶体的表面光电压研究: Liu, et al., Appl. Phys. Lett. 2016, 108, 181604.

(https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4948680)

 

带隙精细可调的CH₃NH₃Pb(Br_xI_1-x)₃钙钛矿单晶的制备及其性能研究: Zhang, et al., J. Mater. Chem. C. 2016. 4, 9172. (https://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2016/tc/c6tc03592b)

 

钙钛矿单晶研究进展综述: Liu, et al., Adv. Sci. 2018, 5, 1700471.

(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201700471)

 

以上研究工作得到中国国家重点研发计划、基金委重点集成项目、中央高校基础研究基金、国家自然科学基金项目、111等项目的资助。