Highly Sensitive Tin‐Lead Perovskite Photodetectors with Over 450 Days Stability Enabled by Synergistic Engineering for Pulse Oximetry System

钝化 材料科学 光电探测器 响应度 钙钛矿(结构) 光电子学 纳米技术 结晶学 化学 图层(电子) 冶金
作者
Lijuan He,Gangjian Hu,Jizhong Jiang,Wei Wei,Xingzheng Xue,Ke Fan,Haitao Huang,Liang Shen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (10) 被引量:62
标识
DOI:10.1002/adma.202210016
摘要

Abstract Low‐bandgap tin (Sn)‐lead (Pb) halide perovskites can achieve near‐infrared response for photodetectors. However, the Sn‐based devices suffer from notorious instability and high defect densities due to the oxidation propensity of Sn 2+ . Herein, a multifunctional additive 4‐amino‐2,3,5,6‐tetrafluorobenzoic acid (ATFBA) is presented, which can passivate surface defects and inhibit the oxidation of Sn 2+ through hydrogen bonds and chelation coordination from the terminal amino and carboxyl groups. The perfluorinated benzene ring structure of ATFBA affords the passivator assembled at the grain boundaries to enhance the water resistance. With the synergistical passivation of these functional groups, the Sn–Pb perovskite photodetector exhibits a remarkable responsivity of 0.52 A W ‐1 and an excellent specific detectivity of 5.34 × 10 12 Jones at 850 nm, along with remaining 97% of its initial responsivity over 450 days. Benefitting from high sensitivity, the photodetector is integrated into a pulse oximetry sensor visualization system, yielding accurate blood oxygen saturation and heart rate with less than 2% error. This work paves the avenue toward constructing high‐performance and stable Sn–Pb perovskite photodetectors for practical applications.
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