文章概述：：

二维材料与钙钛矿构建的异质结因其量子限域效应和优异的光电转换能力，在自供电光电探测领域备受关注。然而，界面接触不良导致开路电压（V_oc）普遍低于0.5 V，严重制约了其在弱光条件下的应用。针对这一瓶颈，北京工业大学李勇军副研究员、张永哲教授联合内蒙古大学魏航教授，提出了一种原位“晶体上生长”策略，通过模板引导的缓慢结晶过程，在MoS₂表面高质量外延生长MAPbBr₃单晶，构筑了紧密接触的混合维度异质结。

该研究的关键创新在于利用晶格匹配与界面热力学驱动，在MoS₂表面诱导钙钛矿优先取向生长，形成Pb-S键合的原子级界面。该紧密接触有效抑制了界面陷阱态和载流子复合，使得器件在零偏压下暗电流低至0.01 pA（平均0.6 pA at 0.1 V），开路电压在671 nm光照下首次突破1 V，远超同类器件（通常约0.5 V）。这一显著提升得益于Type-II能带对齐和MoS₂层对载流子的限域效应，极大增强了光生载流子的分离效率。

图文导读：

图1

器件展现出405-808 nm宽带自供电探测能力，在671 nm下响应度达33 mA W^-1，比探测率超过10¹¹ Jones，噪声等效功率低至2.56×10^-15 W Hz^0.5。有趣的是，开路电压随波长变化呈现出与钙钛矿吸收深度相关的规律：405 nm（近表面激发）Voc仅0.2 V，671 nm（穿透至界面）Voc>1 V，808 nm（缺陷辅助吸收）Voc ~ 0.5 V，揭示了光生载流子分离效率与激发波长及穿透深度的内在关联。

该工作不仅提供了一种普适性的高质量异质结制备方法，更通过实验证实了界面工程对提升开路电压的关键作用，为低功耗、高灵敏度宽带光电探测器的设计开辟了新路径。相关成果发表在Advanced Optical Materials上。

论文信息：

Self-Powered Broadband Photodetection With Open-Circuit Voltage Exceeding 1 Volt via Template-Guided Perovskite/MoS2 Heterojunctions

Jinjin He, Yong Jun Li,* Xiaohuan Li, Han Mao, Boyang Chen, Mei Xue, Hang Wei,* Yongzhe Zhang*

Advanced Optical Materials

DOI:10.1002/adom.71400

原文链接：https://doi.org/10.1002/adom.71400

期刊介绍

Advanced Optical Materials是一个国际性的、跨学科的期刊，针对材料科学的同行评审论文，重点关注光-物质相互作用的各个方面。致力于光子学、等离子体、超材料等领域的突破性发现和基础研究。