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High-Performance Layered Perovskite Transistors and Phototransistors by Binary Solvent Engineering
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2020-12-21 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c03822
Huihui Zhu 1 , Ao Liu 1 , Hyunjun Kim 1 , Jisu Hong 1 , Ji-Young Go 1 , Yong-Young Noh 1
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2020-12-21 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c03822
Huihui Zhu 1 , Ao Liu 1 , Hyunjun Kim 1 , Jisu Hong 1 , Ji-Young Go 1 , Yong-Young Noh 1
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Perovskite materials have displayed remarkable performance when used in photovoltaic devices. In comparison, research on their application in thin-film transistors (TFTs) has been developing slowly. We report reliable high-performance p-channel lead-free layered perovskite phenethylammonium tin iodide TFTs using simple and easily repeatable one-step spin-coating with premixed binary solvents of N,N-dimethylformamide (DMF) and chlorobenzene (CB)/ethyl acetate (EA). CB/EA antisolvent addition facilitates nucleation and formation of films with oriented grain ripening and full coverage. The champion perovskite TFT shows a fivefold increase in the mobility (3.8 cm2 V–1 s–1) and a twofold magnitude increase in the current on/off ratio (∼106) with improved bias stress stability. Using well-developed n-channel indium gallium zinc oxide TFTs, a complementary inverter with a high gain of ∼30 is demonstrated. Moreover, with efficient charge transport, transistor amplification function, and pronounced photogating properties, the optimized perovskite phototransistors show a remarkably high photodetectivity of up to 3.2 × 1017 Jones. This simple and highly repeatable method has attracted more attention for fabricating printed high-performance perovskite TFTs and phototransistors beyond energy sector applications.
中文翻译：
高性能分层钙钛矿晶体管和光电晶体管的二元溶剂工程
钙钛矿材料在光伏设备中使用时表现出卓越的性能。相比之下，对其在薄膜晶体管（TFT）中的应用的研究进展缓慢。我们报告了可靠，高性能的p通道无铅层状钙钛矿型苯乙铵碘化碘化物TFT，该方法使用简单，易于重复的一步旋涂法，并预先混合了N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和氯苯（CB）/乙酸乙酯（EA）。CB / EA抗溶剂的添加有助于成核和形成具有定向晶粒成熟和完全覆盖的薄膜。冠军钙钛矿TFT的迁移率提高了五倍（3.8 cm 2 V –1 s –1），电流开/关比提高了两倍（〜10）6）具有改善的偏应力稳定性。使用成熟的n沟道铟镓锌氧化物TFT，展示了一个增益约为30的互补反相器。此外，具有有效的电荷传输，晶体管放大功能和明显的光选通特性，经过优化的钙钛矿光电晶体管显示出高达3.2×10 17 Jones的极高光电探测率。这种简单且高度可重复的方法在制造印刷的高性能钙钛矿TFT和光电晶体管之外，已经引起了人们的更多关注，其应用领域超出了能源领域。
更新日期：2021-02-23
中文翻译：
高性能分层钙钛矿晶体管和光电晶体管的二元溶剂工程
钙钛矿材料在光伏设备中使用时表现出卓越的性能。相比之下，对其在薄膜晶体管（TFT）中的应用的研究进展缓慢。我们报告了可靠，高性能的p通道无铅层状钙钛矿型苯乙铵碘化碘化物TFT，该方法使用简单，易于重复的一步旋涂法，并预先混合了N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和氯苯（CB）/乙酸乙酯（EA）。CB / EA抗溶剂的添加有助于成核和形成具有定向晶粒成熟和完全覆盖的薄膜。冠军钙钛矿TFT的迁移率提高了五倍（3.8 cm 2 V –1 s –1），电流开/关比提高了两倍（〜10）6）具有改善的偏应力稳定性。使用成熟的n沟道铟镓锌氧化物TFT，展示了一个增益约为30的互补反相器。此外，具有有效的电荷传输，晶体管放大功能和明显的光选通特性，经过优化的钙钛矿光电晶体管显示出高达3.2×10 17 Jones的极高光电探测率。这种简单且高度可重复的方法在制造印刷的高性能钙钛矿TFT和光电晶体管之外，已经引起了人们的更多关注，其应用领域超出了能源领域。
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