近日，我院能量转换材料与器件团队在CIGS多层异质结柔性光位敏探测器研究取得新进展，研究成果以“High-sensitivity flexible position sensing in a Cu(In,Ga)Se2 multi-layer heterojunction tuned by piezo-pyroelectric effect”发表在《Nano Energy》（2023, 109, 108254），助理研究员刘计红、陈静伟博士和张子才博士为论文共同第一作者，乔双教授为通讯作者。
近年来，由于在高精度位置和角度测量及矢量追踪等方面独特的优势，光位敏探测器被作为一种非常重要的光电传感器件受到广泛关注和研究。然而，大多数研究均集中在新兴材料不能满足光电子器件高稳定性和高响应度的应用需求。虽然研究者们已经提出一些调控方法来提升其响应性能，但对于灵敏度和响应速度的同时提升还存在很大挑战。另外，随着物联网和新一代人工智能技术的不断发展，实现光电子学器件的柔性功能具有重要研究意义，而当前的光位敏探测器主要是基于刚性结构，这将很大程度上限制其应用范围。针对此问题，该团队报道了一种基于Cu(In,Ga)Se2太阳电池多层结构的柔性光位敏探测器，其表现出405到1064 nm的宽波段响应范围，位置灵敏度高达235.4 mV/mm，非线性度低于2.5%。通过利用该结构中ZnO纳米线阵列优异的载流子纵向传输特性以及特有的压电和热释电调控作用，促进了光生载流子的纵向传输和分离，极大地提升了器件灵敏度和响应速度，最高灵敏度达639.9 mV/mm，响应速度为6.8/7.9 μs，均可与目前刚性结构器件中报道最高值相比拟。该研究在柔性光位敏探测器件发展方面实现重要突破。
该工作得到国家自然科学基金、中央引导地方科技发展资金项目、河北省自然科学基金等经费的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108254
