三陽離子混合鹵化物過氧化物(FAxMAyCs1-x-y)Pb(IzBr1-z)3(FAMACs)是薄膜太陽能電池的最佳成分。遺憾的是，目前仍缺乏有效的方法來制備大型單晶（SCs），無法滿足更先進(jìn)的應(yīng)用。
日前，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員劉生忠團(tuán)隊(duì)與陜西師范大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究員劉渝城、美國(guó)西北大學(xué)教授Mercouri G.Kanatzidis合作研發(fā)出了一種有效的晶體生長(zhǎng)策略以制備多英寸的高品質(zhì)高質(zhì)量多元混合離子鈣鈦礦單晶（FAMACs SCs），并利用這種大尺寸純相的鈣鈦礦單晶設(shè)計(jì)制備出自驅(qū)動(dòng)集成光探測(cè)器。
研究發(fā)現(xiàn)，明智地選擇的還原劑[甲酸(FAH)]有效地減少了負(fù)責(zé)相分離的碘化物氧化和陽離子去質(zhì)子化。因此，F(xiàn)AMACs SC在載流子壽命、高電荷遷移率、長(zhǎng)載流子擴(kuò)散距離以及優(yōu)越的均勻性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性等方面都有5倍以上的提升，使設(shè)計(jì)高性能自供電集成電路光電探測(cè)器成為可能。
該器件具有大響應(yīng)率、高光導(dǎo)增益、優(yōu)異的檢測(cè)率和快速響應(yīng)速度；所有數(shù)值都是迄今為止報(bào)道的平面型單晶過氧化物光電探測(cè)器的最高值。
展示了用于光學(xué)成像的2％FAH FAMACs SC集成電路，圖片摘自論文）
此外，基于該單晶制備的12×12像素探測(cè)器陣列具有均勻的光響應(yīng)，因此對(duì)一個(gè)2×2像素的陣列進(jìn)行選擇性輻照時(shí)在像素之間顯示出良好的分辨力。該設(shè)計(jì)為鈣鈦礦自驅(qū)動(dòng)集成電路成像應(yīng)用開辟了新途徑。
