盖世汽车讯 据外媒报道，多伦多大学（University of Toronto）和巴塞罗那科学技术学院（Barcelona Institute of Science and Technology）的研究人员近日发明了新的溶液处理钙钛矿光电探测器。该光电探测器采用独特设计，可以防止在不同层之间形成缺陷，从而显著提高效率并降低响应时间。

研究人员Edward H. Sargent表示：“人们对自动驾驶和消费电子产品的3D距离成像越来越感兴趣。多年来，我们团队致力于寻找能够支持下一代图像传感器等光传感技术的新材料，并努力使这些材料对商业和社会产生重大影响。”

光电探测器，是检测或响应光的传感设备，有许多非常有价值的应用。例如，它们可以集成到机器人系统、自动驾驶汽车、消费电子产品、环境传感技术、光纤通信系统和安全系统中。

Amin Morteza Najarian表示：“在这些应用中，需要在超出人类视觉范围的波长范围内进行快速光电检测。传统的硅，也是电子读出的理想选择，并没有将高效率与高速结合起来，因为它的间接带隙（硅能带结构的一种特性）会在近红外产生弱吸收（因此需要厚硅）。”

在一系列初步的计算研究中，Sargent及其团队确定了一种具有高载流子迁移率和高吸收系数的二元钙钛矿，可以在效率和速度方面媲美当前材料。而最新的光电探测器正是基于这种新发现的活性材料发明的。

共同作者Maral Vafaie表示：“当钙钛矿活性层吸收光时，光生电子和空穴通过电子和空穴传输层被提取。为了实现快速响应时间，这些电荷载流子必须在包括传输层在内的器件中快速移动。氧化镍（NiOx）具有高结晶度和高迁移率，因此是成为空穴传输层（HTL）的理想选择。”

首次开始测试设备时，研究人员发现PbSn钙钛矿的既定抗氧化策略与NiOx层之间存在化学不相容性。因此，研究人员设计了一种从设备中去除氧气的方法，可转化不需要的锡物质，并确保不留下任何有害残留物。

在初步评估中，Sargent、Najarian、Vafaie及其同事发明的光电探测器在量子效率和响应时间方面都取得了较好的结果。该团队还表明，其设备可以解析亚毫米级距离，典型标准偏差为50 µm。

Sargent和Morteza Najarian表示：“试验证明，使用二元钙钛矿制造的光电探测器可将近红外光转换为电信号，效率高于85%，且响应时间比几分之一纳秒还快。与之前报道的溶液处理光电探测器相比，该光电探测器速度提高了100倍。我们还展示了这些性能指标在空间分辨亚毫米距离，即提供深度分辨率。”

未来，该解决方案处理的钙钛矿光电探测器可用于创建LiDAR技术（即确定物体之间可变距离的工具）和自动驾驶汽车或机器人传感器。同时，研究人员计划继续寻找优势材料并设计用于传感技术的新组件。

Sargent和Morteza Najarian补充道：“在远程光探测和测距（LiDAR）应用中，只有一小部分来自物体的散射光到达光电探测器。如果将照明和传感转移到短波红外区域（例如1550 nm），则可以使用更高功率的照明光，而不会给眼睛带来伤害。基于此，我们将研究下一代III-V半导体。”