化学所在纳米硫属化合物光探测研究方面取得新进展

2010-12-31 14:01 来源: 中国科学院
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  硫属化合物由于具有优异的物理化学性质,在众多领域得到广泛的应用,例如太阳能电池、光探测、锂离子电池、场效应晶体管、信息存储、气敏传感器。近年来,在国家自然科学基金委、科技部以及中科院的支持下,分子纳米结构与纳米技术院重点实验室与有机固体院重点实验室的研究人员合作在基于硫属化合物纳米材料的光电器件方面取得了一些有意义的研究成果,相关的研究结果先后发表在J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15602-15603和J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 12218-12221上。

  研究人员以In2Se3为原料,通过绿色方法——不使用金属作为催化剂制备了纯净的、长度在几微米到几十微米、直径在200nm左右的InSe纳米线,并通过微操作制备技术构筑了基于单根InSe纳米线的光探测器,通过对器件的光电性能测试,表明电流随光照强度增加而增加,并成指数关系,其开关比高达50。通过对器件的稳定性测试结果显示器件具有很好的稳定性,在室温空气中保存两个月后仍能保持很好的光电性能。文章发表后被Nature China的Research Highlights栏目选为研究亮点并进行了报道。

  在此基础上,研究人员将二元材料体系扩展到具有带隙可调、吸收系数高的三元太阳能电池光吸收材料体系。利用一种简单的溶液相方法制备了形貌均匀单分散的纤锌矿结构的CuInSe2六边形纳米颗粒。通过和P3HT共混成功制备了有机-无机杂化的光电器件。该器件表现出显著的光开关效应,开关比高达两个数量级以上。而且该器件多次循环后仍能保持良好的光响应特性,具有很好的稳定性。开发出的CuInSe2纳米颗粒和P3HT共混材料体系在大面积、低成本、轻便的、可折叠光探测器及信号放大等领域具有潜在的应用前景。

 

图 1. (a) CuInSe2纳米颗粒的透射电镜照片 (b) CuInSe2纳米颗粒与P3HT杂化器件的开关特性曲线