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金属卤化物钙钛矿(MHPs)因其优异的光电性能(如高吸收系数、可调带隙、低成本溶液加工性)而成为极具潜力的光电器件材料。然而,由于钙钛矿热稳定性有限、对溶剂敏感,与传统加工技术不兼容,将其与其他功能组件集成以制备光电器件仍面临挑战。为解决这些问题,范德华(vdW)层压技术作为一种“无损”集成方法应运而生。

本综述湖南大学刘渊和王亦镠等人比较了vdW层压与传统集成方法,阐述了vdW层压的基本原理和独特优势。在钙钛矿光电器件中,vdW层压策略按组件维度分为:使用纳米线或碳纳米管的一维/三维(1D/3D)层压;使用石墨烯和过渡金属硫族化合物等二维半导体的二维/三维(2D/3D)层压;以及涉及金属、半导体和绝缘体的三维/三维(3D/3D)层压。通过精心选择材料和优化vdW层压条件,可实现高性能、稳定的钙钛矿器件。

最后,我们总结了基于vdW层压的钙钛矿光电器件集成最新进展,指出了阻碍该技术进一步发展和实际应用的关键问题,并探讨了未来研究方向的潜在策略。

文章亮点:

  1. “无损”集成新途径范德华层压技术通过物理吸附实现功能层堆叠,避免传统工艺中的高温、溶剂、高能粒子轰击等对钙钛矿材料的损伤。

  2. 跨维度兼容性强:支持1D(纳米线/碳管)、2D(石墨烯/TMDs)与3D(金属/半导体/绝缘体)材料与钙钛矿的高质量异质集成,拓展器件设计自由度。

  3. 助力器件高性能与稳定性:vdW层压不仅能提升钙钛矿太阳能电池、发光二极管、光电探测器的效率,还能通过封装层抑制离子迁移与环境侵蚀,显著增强器件长效稳定性。

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J. Zhang, Y. Liu, and Y. Wang, “ van der Waals Lamination for Integrating Metal Halide in Perovskite Optoelectronic Devices.” Advanced Materials (2026): e17111.

https://doi.org/10.1002/adma.202517111

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