化學(xué)所在納米硫?qū)倩衔锕馓綔y研究方面取得新進展

 硫?qū)倩衔镉捎诰哂袃?yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，在眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，例如太陽能電池、光探測、鋰離子電池、場效應(yīng)晶體管、信息存儲、氣敏傳感器。近年來，在國家自然科學(xué)基金委、*以及中科院的支持下，分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點實驗室與有機固體院重點實驗室的研究人員合作在基于硫?qū)倩衔锛{米材料的光電器件方面取得了一些有意義的研究成果，相關(guān)的研究結(jié)果先后發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15602-15603和J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 12218-12221上。

研究人員以In2Se3為原料，通過綠色方法——不使用金屬作為催化劑制備了純凈的、長度在幾微米到幾十微米、直徑在200nm左右的InSe納米線，并通過微操作制備技術(shù)構(gòu)筑了基于單根InSe納米線的光探測器，通過對器件的光電性能測試，表明電流隨光照強度增加而增加，并成指數(shù)關(guān)系，其開關(guān)比高達50。通過對器件的穩(wěn)定性測試結(jié)果顯示器件具有很好的穩(wěn)定性，在室溫空氣中保存兩個月后仍能保持很好的光電性能。文章發(fā)表后被Nature China的Research Highlights欄目選為研究亮點并進行了報道。

在此基礎(chǔ)上，研究人員將二元材料體系擴展到具有帶隙可調(diào)、吸收系數(shù)高的三元太陽能電池光吸收材料體系。利用一種簡單的溶液相方法制備了形貌均勻單分散的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的CuInSe2六邊形納米顆粒。通過和P3HT共混成功制備了有機-無機雜化的光電器件。該器件表現(xiàn)出顯著的光開關(guān)效應(yīng)，開關(guān)比高達兩個數(shù)量級以上。而且該器件多次循環(huán)后仍能保持良好的光響應(yīng)特性，具有很好的穩(wěn)定性。開發(fā)出的CuInSe2納米顆粒和P3HT共混材料體系在大面積、低成本、輕便的、可折疊光探測器及信號放大等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。