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纳米激光冲击退火制备长期性能和稳定性卤化物钙钛矿膜中PbI2的超快转变( Ultrafast transformation of PbI2 in two-step fabrication of halide perovskite films for long-term performance and stability via nanosecond laser shock annealing )
Huanrui Yang Chunpeng Song Tiancheng Xia Shifeng Li Dingyue Sun Feng Liu Gary J. Cheng
两步连续沉积法由于其较好的重复性而成为制备大面积高质量钙钛矿薄膜的可靠方法。然而，PbI2向钙钛矿转变的缓慢和不完全对薄膜的长期性能和稳定性产生不利影响。在这里，我们提出了一种纳秒激光冲击退火工艺，诱导超快有机盐扩散到PbI2层，以调制两步制备的卤化物钙钛矿薄膜的晶体结构、残余拉伸应变和电子输运动力学。我们发现脉冲激光诱导的超快扩散降低了两步法制备的钙钛矿薄膜底部残余PbI2层的厚度，导致残余拉伸应变降低了7倍以上。纳秒激光的冲击瞬间促进了有机盐向PbI2层的扩散。与传统的热退火相比，超快激光冲击退火增强了分子间的相互作用，从而显著影响轨道重叠，导致能带结构的改变。激光冲击退火对钙钛矿能带结构的调制使其载流子寿命显著提高，响应度(R)和探测度(D*)分别为2.45AW1和1.48×1012Jones。此外，在各种恶劣热和湿热条件下的稳定性测试表明，激光冲击退火降低了PbI2层和残余拉伸应变，从而提高了钙钛矿薄膜的稳定性。利用激光冲击退火技术来调节PbI2层中的超快扩散，为进一步改善有机-无机杂化卤化物钙钛矿的器件性能和稳定性提供了指导。
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