AFM：吡唑修饰的低缺陷锡卤化物钙钛矿用于超弱光成像及像素级图像融合

锡卤化物钙钛矿因其低毒性和低成本特性，成为宽带光电探测领域极具潜力的半导体材料。然而，Sn²⁺的快速氧化和不可控的结晶过程严重影响了钙钛矿薄膜的质量和器件性能。

本研究通过在钙钛矿前驱体中引入具有高偶极矩（5 Debye）的分子——三(1-吡唑基)硼氢化钾（KTPz），利用其强路易斯酸碱相互作用，有效抑制了Sn²⁺的氧化并调控了结晶动力学。KTPz修饰的钙钛矿薄膜表现出择优取向和显著降低的非辐射复合。基于此制备的光电探测器在紫外-红外光谱范围内展现出卓越的性能，包括极低的暗电流（3.91×10⁻¹⁰ A cm⁻²）和创纪录的高探测率（3.23×10¹³ Jones）。最终，通过将钙钛矿光电探测器与硅晶体管背板集成，成功构建了62×62成像阵列，实现了超弱光（30 nW cm⁻²）下的实时成像及像素级多光谱图像融合，为目标物体的外部轮廓和内部细节提供了全面分析。

本研究为利用吡唑衍生物添加剂同时稳定Sn²⁺和调控锡卤化物钙钛矿结晶动力学提供了新策略，推动了环保型高质量成像技术的发展。

文章亮点

1. 多功能添加剂KTPz：通过引入高偶极矩的KTPz分子，同时抑制Sn²⁺氧化和调控结晶动力学，显著提升了钙钛矿薄膜的质量和光电性能。

2. 卓越的光电探测器性能：器件在自供电模式下表现出超低暗电流（3.91×10⁻¹⁰ A cm⁻²）和超高探测率（3.23×10¹³ Jones），刷新了无铅钙钛矿光电探测器的性能记录。

3. 像素级多光谱图像融合：62×62成像阵列成功实现了超弱光（30 nW cm⁻²）下的实时成像，并通过像素级融合技术，将可见光与近红外图像结合，为目标分析提供了更全面的信息。

H. Xiao, T. Liu, X. Wei, S. Liu, X. Meng, Y. Zhao, Pyrazole-Engineered Low-Defect Tin Halide Perovskites for Ultraweak-Light Imaging and Pixel-Level Image Fusion. Adv. Funct. Mater. 2025, e09196.

https://doi.org/10.1002/adfm.202509196

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。