Nano-Micro Letters研究背景
近年来，金属卤化物钙钛矿因其出色的光电特性，成为下一代光电子器件的材料，引起了广泛关注。通过深入理解钙钛矿的组成、晶体生长和缺陷工程，其器件性能取得了前所未有的快速提升。随着器件性能接近理论极限，有效的光学管理对于实现更高的效率至关重要。在本综述中，作者讨论了用于钙钛矿光电子器件光学管理的从纳米到微米尺度的图案化方法的现状和展望。首先讨论了通过光学管理实现高效率光收集和光抽出的重要性。随后，通过将它们分为自上向下和自下而上的方法，总结了应用于钙钛矿光电子器件的各种图案化/织构化技术的最新进展。最后，我们讨论了先进的图案化/织构化技术在钙钛矿光电子器件的开发和商业化中的前景。
Jin-Wook Lee* and Seong Min Kang*
本文亮点
1. 讨论了用于钙钛矿光电子器件光学管理的纳米到微米尺度的图案化方法的现状和展望。
2. 概述了可实现高性能钙钛矿器件的纳米图案化/织构化技术，并将其分为自上而下和自下而上两种方法。
内容简介
随着钙钛矿光电子器件性能接近其热力学极限，通过对于薄膜和器件结构的光学管理将成为器件效率提升的关键因素。其中，金属卤化物钙钛矿薄膜和其他功能层的纳米到微米尺度的图案化湿钙钛矿太阳电池(PSCs)和钙钛矿发光二极管(PeLEDs)中光学管理的关键技术。此外，有效的图案化技术可用于生产具有低制备成本以及高性能的太阳电池模块或显示屏幕。在本综述中，韩国成均馆大学Jin-Wook Lee和忠南国立大学Seong Min Kang回顾了金属卤化物钙钛矿薄膜和其他功能层的纳米到微米尺度的图案化在光电应用中的重要研究。首先，讨论了光管理在光吸收和耦合输出方面的重要性，然后回顾了自上而下和自下而上的图案化方法。最后，讨论了图案化技术在高性能器件的实际应用方面的展望。
图文导读
I 通过图案化实现光学管理的重要性
当钙钛矿层不足够厚时，一部分入射光无法被完全吸收。特别是考虑到钙钛矿材料的吸收系数，接近带隙的波长的光无法被亚微米厚度的钙钛矿层完全吸收。例如，对于带隙约为1.5 eV的碘化物基钙钛矿而言，通常>550纳米的光无法被完全吸收。如图1(a-b)所示，光场可以达到背电极(通常是金属)以引发光学干涉，这使得光伏器件的微结构和其他功能层的光学管理对EQE有很大影响。因此，通过微/纳米图案化进行光学管理在光伏器件的性能中起着至关重要的作用。此外，大多数报道的高性能PeLEDs具有平面异质结构，其中通过波导模式进行光捕获可能非常重要。例如，如图1(c)所示，根据光学仿真，大约有10%至15%的发射光通过波导模式在PeLEDs中被估计为损失。通过调节构成层的折射率，可以在一定程度上影响材料的电子特性。因此，另一种可行且有效的方法是设计一种能够最小化器件内部光捕获损失并提高光从器件中释放出来的纳米结构。如图1(d)所示，通过在钙钛矿薄膜和基底中采用纳米/微米结构，可以将PLQY从20%提高到57%。
图1. (a)四个波长下CH₃NH₃PbI₃钙钛矿器件中的光场分布；(b)不同CH₃NH₃PbI₃层厚度器件的EQE光谱；(c)具有各向同性偶极子取向的图案化PeLEDs中随着偶极辐射波长变化的功率模式的比例示意图。理论上在空气中红色(620 nm，圆圈)、绿色(520 nm，星号)和蓝色(480 nm，三角形)发射功率的最大值已标记。插图为具有光提取结构的器件示意图；(d)不同基底上MAPbI₃₋ₓClₓ的外部PLQE。在纹理基底上的薄膜具有57%的外部PLQE，是平面薄膜的三倍(20%；由虚线表示)。
II 纳米织构过程
Park等人通过对自然界中飞蛾眼睛的功能和结构的研究，为PSCs的光热效率提供了增益。飞蛾眼睛由许多纳米突起结构组成，使得光的反射发生在两种不同材料之间的界面上，对于减少外界入射光的反射率中起着重要作用。在这种情况下，两种材料的折射率差异越大，反射率就越高。因此，可以利用类似飞蛾眼睛的纳米锥形结构，通过逐渐减小入射光的折射率差异来降低总反射率。在这项研究中，将这个原理应用于PSCs的mp-TiO₂层，以增加钙钛矿活性层吸收的光量。首先，从预先制备的半永久硅质模板中复制出具有有序周期生物启发纳米结构的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PDMS)印章，如图2(a-e)所示。为了获得具有飞蛾眼睛图案的凹凸PDMS印章，首先从硅质模板上制作PDMS雕刻模具和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜作为基底。然后，在器件基底上旋涂商用的稀释TiO₂浆料，并将制作好的PDMS印章轻轻覆盖在涂层表面上。在125°C下干燥溶剂后，平滑地剥离PDMS印章，然后在500°C下对器件表面进行退火，以获得具有飞蛾眼睛状的TiO₂层，并制备了嵌有飞蛾眼睛TiO₂层的PSCs。如图2(f-g)所示的横截面扫描电子显微镜(SEM)图像显示了制备好的器件与使用平整TiO₂层制备的参考器件之间的差异。如图2(h)所示，Tang等人也使用纳米印模方法，在前电极和钙钛矿层之间制备纳米结构界面，以提高PeLEDs的发光效率。将经溶胶-凝胶法制备的ZnO前体旋涂在ITO玻璃上，然后将制备好的具有纳米结构的PDMS印章在热板上按照一定压力进行压印，并进行后退火处理，温度为150°C。脱离PDMS印章后，依次沉积PEDOT:PSS、CsPbBr₃钙钛矿、TPBi、LiF和铝完成PeLED器件。如图2(i-j)所示，原子力显微镜(AFM)图像显示了ITO玻璃上平整和纳米结构ZnO层的表面形貌差异。图2(k)显示了具有图案化ZnO层的器件的横截面SEM图像。
图2. 典型PSCs中(a)不同层堆叠的器件结构以及(b)提高有机太阳能电池效率和稳定性的主要方法。(a)PDMS印模法制备飞蛾眼纹路mp-TiO₂层的制备过程示意图；(b-e)是制备过程中每个步骤的SEM图像；(f-g)对比没有飞蛾眼纹路mp-TiO₂层和具有纹路的器件形貌的SEM图像；(h)制备过程的示意图；(i-j)相关的AFM结果；(k)具有纳米花纹ZnO层的PeLEDs的SEM图像。
近期，Park等人利用纳米压印过程将钙钛矿层直接结晶成纳米结构的形状，如图3(a)所示。为了延迟纳米压印过程中钙钛矿膜的结晶，他们通过添加了聚合物辅助剂聚乙二醇(PEO)而制备了一种软而可塑性的无机卤化钙钛矿前体。首先，将聚合物辅助剂溶液旋涂到SiO₂生长的硅衬底上。然后，将带有200纳米线图案的PDMS印模迅速置于衬底上，与之适配接触。在80°C的热退火过程中，CsPbX₃缓慢结晶。当PDMS印模被移除时，形成了200 nm间距的钙钛矿纳米结构。图3(b-e)展示了制备的有纳米花纹的CsPbBr₃表面的SEM图像、AFM剖面、光激发荧光图像和照片。此外，Song等人利用纳米压印工艺开发出了使用干涉纹结构的彩色PSCs。将两个衍射光栅结构组合形成的干涉纹结构应用于PSCs，展现了非凡的光管理能力。如图3(f)所示，为了展示光伏器件中的结构干涉效应，研究人员使用纳米光栅结构的PDMS印模进行模压法依次形成了电子传输层的TiO₂和钙钛矿活性层的器件堆叠结构。TiO₂的图案制备方式类似于上述的纳米压印方法。然后，在纳米图案化的TiO₂表面旋涂MAPbI₃或(FAPbI₃)₁₋ₓ(MAPbBr₃)ₓ前体溶液。使用PDMS印模进行纳米压印工艺后，图3(g)展示了具有周期、宽度和高度分别为750、250和100 nm的图案钙钛矿层的AFM图像。为了利用结构干涉效应的原理增强光出射效率，可以通过在顺序纳米压印过程中旋转和压印PDMS印模来轻松实现，在钛酸钛酯和钙钛矿层之间的光栅界面应用了不同的交叉角度，如图3(h)所示。图3(i)展示了制备的彩色干涉钙钛矿太阳能模块的视觉图像。
图3. (a)CsPbX₃纳米图案的工艺过程制备过程的示意图；(b)制得的CsPbBr₃纳米图案器件的SEM图像；(c)原子力显微镜(AFM)剖面图；(d)光激发荧光图像；(e)数字相机摄影下的器件照片；(f)使用PDMS印模对钙钛矿层进行双衍射光栅压印的示意图；(g)光栅结构钙钛矿薄膜的AFM图像；(h)结构化Moire效应的原理示意图；(i)制作的彩色Moire钙钛矿太阳能模块的照片。
如图4(a)所示，Gong等人开发了一种利用聚(4-正丁基苯基二苯胺)(聚-TPD)在氯苯溶液中进行润湿辅助光刻(WAP)的图案化工艺，用于制备具有任意形状微细图案的无针孔杂化钙钛矿薄膜。在预清洁基底上沉积聚-TPD层后，进行常规光刻工艺，形成周期性微细图案的光刻胶模板。然后，在表面旋涂滴加氯苯溶液以去除聚-TPD层并形成光刻胶模板的形状。使用N, N-二甲基甲酰胺(DMF)去除光刻胶模板上的残留物后，在复合表面上进行一步旋涂法沉积钙钛矿层，该表面在亲水基底上进行了图案化处理。最后，如图4(b)所示，在基底上成功制备了无针孔且具有尖锐边缘的钙钛矿图案。最近，如图4(c)所示，Delaunay等人报道了一种基于传统光刻工艺的自修复光刻图案化技术，使用CsPbBr₃纳米晶体制备先进的单模激光阵列。首先，通过光刻工艺在预清洁的玻璃基底上形成图案化的光刻胶模板。随后，将钙钛矿CsPbBr₃纳米晶体的溶液旋涂到光刻图案化的表面。接下来，使用中性极性的乙酸乙酯进行提取过程和配体工程，同时溶解了纳米晶体中的表面配体并去除了光刻胶模板。然后，使用高极性甲醇蒸汽进行自组装过程，获得具有高质量和结晶性的CsPbBr₃纳米晶体光刻图案。图4(d)展示了制备的CsPbBr₃纳米晶体的透射电子显微镜(TEM)图像，图4(e)说明了配体工程和自组装的原理。如图4(f)所示，Samuel等人通过将光刻工艺和Ar离子镀刻方法相结合，实现了多色杂化钙钛矿薄膜的图案化。首先，使用Lewis碱加合物方法在预处理的玻璃基底上沉积了PEA₂MA₂Pb₃Br₁₀的钙钛矿前体溶液。随后，涂覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为对钙钛矿层的保护层。然后，使用常规光刻工艺对PMMA层进行图案化，形成SU-8模板，作为刻蚀掩膜来复制PMMA层上的图案。在氧等离子体刻蚀过程中形成了防护屏障后，通过Ar离子镀刻去除暴露的钙钛矿膜。随后，在使用O₂等离子体刻蚀去除剩余的PMMA和SU-8掩膜，并将样品浸泡在甲苯溶液中后，得到了微环形状的钙钛矿图案。图4(g-h)展示了图案化钙钛矿薄膜的SEM图像和表面剖面。
图4. (a)WAP MAPbI₃图案化过程示意图；(b)制备的MAPbI₃薄层的SEM图像；(c)自修复光刻制造CsPbBr₃纳米晶体的方法示意图；(d)制备的CsPbBr₃纳米晶体的TEM图像；(e)配体工程和自组装过程原理的示意图；(f)结合光刻工艺和Ar离子镀刻方法制备多色杂化PEA₂MA₂Pb₃Br₁₀钙钛矿薄膜的示意图；(g)制备的PEA₂MA₂Pb₃Br₁₀图案的SEM图像和表面剖面。
Nicolay等人报道了薄膜激光图案化技术，用于制备具有扩大活性区域的高效率PSCs。研究人员使用激光划线法制备的面积为14 cm2的太阳能微模块展示了16%的光电转换效率和92%的填充因子。完全激光划线模块的单片式互联由三个划线步骤(P1、P2和P3)制造，如图5(a)所示。P1用于形成导电层的图案化，P2用于将两个电极串联，而P3则用于相邻电池的隔离。图5(a)展示了制作的P1/P2/P3互连线的共焦显微镜图像和Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3(CsFAMA)器件的光束诱导电流图。如图5(b)所示，Zimmer等人还使用纳秒和皮秒激光脉冲从前(薄膜)和后(玻璃)面照射，在FTO玻璃上进行了MAPbI₃膜的激光划线。在SEM图像中可以清楚地观察到激光划线区域(S)穿越原始区域(P)。此外，如图5(c)所示，Brunetti等人最近报道了针对柔性钙钛矿模块(FPSMs)进行激光划线优化的方法，并自动喷涂SnO₂层图案化。相对于刚性基底，激光划线工序在柔性基底上应用更具挑战性。研究人员采用波长为355 nm的纳秒级紫外光激光器获得了P1、P2和P3互连线。他们用SnO₂层取代了传统的TiO₂膜作为电子传输层，并通过激光划线技术的形态和电学分析证实了强韧FPSMs的形成。
Zeng等人提出了一种简便快速的LDW方法进行钙钛矿量子点图案化的方法。如图5(d)所示，该过程由三个部分组成：钙钛矿前体的旋涂、激光照射以去除量子点周围的表面活性剂以及用表面活性剂进行的区域性溶剂洗涤。在编程的3D平台上，通过选择性移除玻璃基底上量子点周围的表面活性剂，使用波长为405 nm的聚焦连续波激光器将量子点涂覆玻璃基底的残留部分以所需的图案形状刻蚀。未经激光照射的残余部分经有机溶剂洗涤以获得所需的量子点图案。如光学显微镜图像所示，通过调整照射在基底上的激光扫描速度和辐照能量，可以实现线宽的变化。最近，如图5(e)所示，Dong等人报道了一种可回收的用于蓝光金属卤化钙钛矿纳米晶的三维激光辅助图案化方法。他们通过部分使用飞秒激光照射和随后的低温热处理CsPb(Cl/Br)3前驱体玻璃，在玻璃中实现了局部结晶的钙钛矿纳米晶。具有高峰功率的飞秒激光与包含Cs、Pb、Br和Cl元素的玻璃基质相互作用，将诱导局部离子迁移以形成纳米晶。除了结晶外，研究人员还利用额外的激光照射和低温热处理演示了氧化玻璃中CsPb(Cl/Br)3纳米晶的擦除能力。
图5. (a)利用薄膜激光划线方法制作的面积为14-cm2的太阳能迷你模块的示意图、SEM图像和LBIC图；(b)通过纳秒和皮秒激光脉冲从两侧对FTO玻璃上的钙钛矿薄膜进行激光刻蚀的示意图和SEM图像；(c)展示对柔性钙钛矿模块进行激光划线优化的示意图；(d)利用LDW方法制备的钙钛矿量子点的示意图和光学显微镜图像；(e)利用可回收的3D激光辅助图案化方法制备的蓝光金属卤化钙钛矿纳米晶的示意图和SEM图像。
晶体生长的精确控制对于金属卤化物钙钛矿的图案化具有重要意义。如图6(a)所示，在钙钛矿薄膜的典型结晶过程中，可以应用拉梅尔机制，分为三个阶段。在I阶段，钙钛矿前体以离子和分子的形式存在于前体溶液中，直到由于溶剂挥发使溶液浓度增加到过饱和水平(CS)。当浓度达到CS时，由于扩散过程(II阶段)供应溶质，钙钛矿晶核开始形成并生长。形核过程持续进行，直到溶液浓度降到低于CS，即在消耗溶质的速度快于溶质蒸发的速度时(III阶段)。在III阶段，不再发生形核，只有已形成的晶核继续生长，直到前体溶液耗尽。图6(b)展示了典型旋涂钙钛矿薄膜过程中各阶段的进展情况。图6(c)展示了典型的形核过程，其中异质形核的校正项(⌀)与接触角之间的关系如图6(d)所示。为了利用自下而上的方法实现良好定义的图案，有必要了解结晶过程中的核化和生长动力学。
图6. (a)钙钛矿薄膜的核化和生长的拉梅尔模型。Cs是前体溶液的过饱和浓度；(b)钙钛矿薄膜在每个阶段的形核和生长的示意图；(c)形核的自由能图。ΔGS，表面自由能；ΔGν，体积自由能；ΔG，总自由能；ΔGC，临界自由能；rC，核的临界半径；(d)异质形核的校正项(⌀)与溶液在基底上的接触角之间的关系。
如图7(a)所示，Wang等人采用提高疏水性的策略，通过采用图案化基底来展示钙钛矿微板晶体阵列。利用疏水性自组装单分子层(OTS)制备疏水性表面区域，以防止铅卤化物前体溶液的浸润。水性PbI2溶液处理导致PbI2核在周期性亲水性区域选择性形成，OTS通过光刻或电子束光刻后经氧气等离子体处理去除。使用MAI气体处理转化生长的PbI2晶片，可形成MAPbI₃周期性微板阵列。Lin等人采用类似的方法制备全无机铯铅卤化物钙钛矿阵列。首先将铯卤化物沉积在由OTS定义的亲水区域，然后通过化学气相转运过程将其转化为铯铅卤化物钙钛矿单晶，以沉积铅卤化物。在沉积铯卤化物时，通过调控附加功能层(甲基三氯硅烷，MTS)的密度来控制亲水区域的润湿性，从而实现单个核的形成。图7(b)展示了晶片尺寸的单晶钙钛矿阵列制备。如图7(c)所示，Feng等人则采用了特殊设计的液体刀片，在基底上产生液体区域。利用使用前体溶液制备的具有可控亲液性的微柱阵列与基底接触，可以生成由微柱周期性定义的液体区域的图案。溶剂从液体区域蒸发，从而在基底上生成单晶钙钛矿阵列。
图7. (a)在控制润湿性的SiO₂/Si基底上规则图案生长的钙钛矿微板晶体阵列；(b)镀有图案化CsPbBr₃微晶阵列的6英寸晶圆的照片；(c)通过表面诱导生长MAPbBr₃钙钛矿图案的过程。
如图8(a)所示，Zhan等人还利用激光制备方法在聚合物基质中制备了嵌入式钙钛矿量子点的图案。他们首先通过旋涂DMF溶液沉积钙钛矿前体和PMMA的复合物，然后用405nm激光照射以去除残余溶剂并诱发钙钛矿量子点的成核和生长。最终实现的高度发光(PLQY>90%)的CsPbI₃量子点图案，具有最小线宽低至900nm。图8(b)所示，Huang等人设计了一种含有铯、铅和溴的氧化物玻璃基质，实现了钙钛矿量子点的三维激光打印。通过飞秒脉冲激光照射，实现了高度发光的CsPbBr₃量子点的原位形成。如图8(c)所示，通过进一步的飞秒激光照射，可以擦除生成的图案，写入和擦除可以重复进行多个周期。如图8(d)所示，Chen等人通过利用纳米吸管上形成的飞托升华诱导结晶在空气中进行纳米精密三维打印了一个基于钙钛矿的结构。通过变化拉拔速度拉伸墨液，可以按需控制钙钛矿纳米线的直径和空心程度。同时，通过改变拉拔方向，可以实现可编程形状和位置的三维结构。
图8. (a)γ-CsPbI₃钙钛矿量子点的直接激光写入过程的示意图；(b)用于样品制备的飞秒激光写入系统的示意图；(c)可逆的CsPbBr₃量子点二维图案和三维结构的示例(比例尺为500μm)；(d)Meniscus引导的有机-无机金属卤化物钙钛矿的三维打印过程(左侧)，以及使用该方法打印的三维钙钛矿结构(右侧)。
晶化薄膜的比例取决于抗溶剂与钙钛矿前体溶液的相容性。因此，可以形成由弹性钙钛矿顶层和粘弹性非晶底层组成的双层结构。鉴于此，如图9(a)所示，Kim等人研究表明，向粘弹性底层施加了一种压缩应力，而该应力可以通过形成皱纹结构来消散。具体而言，钙钛矿的组成和抗溶剂的性质决定了构成层的厚度和力学性质，并进一步决定了形成的皱纹的波长和振幅取。同时，研究发现，由于涂层薄膜和衬底的力学性质的差异，也会产生平面应力。例如，如图9(b)所示，Bush等人观察到滴加氯苯抗溶剂后薄膜中的压缩应力为21.6±3.0 MPa，导致薄膜出现皱纹结构。在后续的退火和冷却过程中，压缩应力可以得到缓解，并且由于钙钛矿的热膨胀系数(50-160 μK⁻1)高于玻璃衬底的热膨胀系数(2.6-10 μK⁻1)，可以产生各向同性的拉伸应力。由于晶化薄膜相对刚性较高，这对薄膜形态影响较小。与一步法相反，两步法中未观察到纹理形貌，薄膜在整个制备过程中一直处于双轴张力状态。这些结果表明，通过调节具有相同钙钛矿组成的薄膜制备过程，可以控制薄膜的微观纹理。
图9. (a)针对平整表面(案例1)、皱纹结构(案例2)和带有微弱皱纹的粗糙表面(案例3)的中间层结构。(b)通过溶剂抗法(左图)和相互扩散法(右图)形成的钙钛矿顶层表面形貌的AFM图像。
III 总结与展望
综上所述，作者提供了针对钙钛矿的纳米加工/织构化技术的概述，以实现高性能的器件，并将其分为自上而下和自下而上的方法。在自上而下的方法中，使用PDMS模具辅助的纳米压印方法被广泛用于在钙钛矿层上制造各种图案。此外，光刻和激光辅助方法具有能够快速简便地精确调控钙钛矿器件内层纹理的优势。同时，自下而上的方法注重从原子或分子级别开始对钙钛矿晶体生长进行精细控制。表面脱溶原理、局部加热、添加剂打印和薄膜应力控制等方法已被采用来在钙钛矿薄膜的结晶过程中产生所需的图案。引入的纹理化方法可以赋予钙钛矿光电器件两个主要优势：(1)光提取率增强和(2)光耦合效率提高。纳米图案化的钙钛矿光电器件显示出的这些改进效应是由于结构效应，如抗反射效应、光捕捉和光散射机制。
尽管在各种应用中已经取得了重要进展，但针对钙钛矿纳米图案化仍存在以下几个问题：(1) 最具代表性和常用的纳米压印方法高度依赖于PDMS模具。PDMS容易溶胶，这可能会对钙钛矿层造成不可避免的损伤。此外，由于PDMS前体的高粘度，在500nm以下难以精确形成纳米结构。(2)光刻辅助纹理化方法中使用有限的光刻胶或显影剂来制作高分辨率纳米图案。另外，热退火、蚀刻和脱模方法等严苛的工艺可能会损伤底层。(3)在激光辅助纳米图案化方法中，激光功率越高，制备的图案越精确，但可能会损伤钙钛矿层(如挥发有机物)。(4)自下而上的方法具有复杂的工序、低速度和薄膜均匀性差的问题，这些因素极大地限制了高分辨率、大面积制造和大规模生产的实现。因此，进一步发展钙钛矿织构化技术所需要解决的最重要问题与工艺重复性、器件耐久性、稳定性和低加工成本有关。
由于利用纳米结构提供的各种功能显然可以改善钙钛矿相关器件的性能，作者建议研究人员需要不断开发新的纹理化方法。(1)通过结合自上而下结构和自下而上晶体生长的混合方法，可以获得更可控的纳米图案和无缺陷的晶态，以及环境耐久性。(2)通过对透明电极进行纹理化处理或利用纳米颗粒在基片上形成抗反射层，可以进一步提高PSCs和PeLEDs的效率和光耦合能力。应该进行所有构成层的综合光学设计，以有效利用光线。(3)电纺/喷射钙钛矿纤维可以作为制备柔性和大规模3D钙钛矿应用的另一种选择，因为它可以提高钙钛矿层的机械稳定性。(4)可以探索将PDMS模具替换为耐化学稳定的聚合物，如PFPE，以开发高性能、更精确的纳米图案化钙钛矿光电器件。(5)通过在纹理基片上对钙钛矿层进行全覆盖沉积，例如织构化硅电池，可以实现高效(>30%)的太阳能电池以及所需光管理。对于在这种基于PSC的串联装置中纳米压印保护层的全覆盖技术的开发也是另一个重要课题。
此外，应该从长期稳定性的角度讨论这些纹理化策略的影响，因为长期稳定性是钙钛矿器件商业化最关注的问题之一。织构化钙钛矿层不可避免地增加了薄膜表面积，可能会增加表面缺陷密度并促进离子迁移。因此，应同时进行表面缺陷的有效钝化。由于增大了钙钛矿与载流子传输层之间的界面，可以促进PSCs和PeLEDs器件中的电荷提取/收集，进一步提高器件的效率和稳定性。尽管使用覆盖玻璃及其下方的聚合物封膜被认为是防止湿气渗入钙钛矿器件的最有效的封装方法，从而防止材料的化学降解，但它也存在一些局限性，如封装剂的热/紫外光固化过程，在柔性/可拉伸/薄基片上使用困难等问题。从这个角度来看，具有液体防护性能的图案化聚合物薄膜逐渐开始受到关注，作为确保钙钛矿器件稳定性的替代方法。表面上具有多尺度结构的薄聚合物膜原本就可以阻碍液滴接触，取代了覆盖玻璃的作用，并可能具有灵活性、可伸缩性和可重复使用性等附加性能。总之，作者相信纳米图案化技术的进展将对未来钙钛矿光电器件的技术发展产生重大影响。\
作者简介
本文通讯作者
Sung-Min Kang本文通讯作者
(1)界面有机化学；(2)绿色化学工程。
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Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、在Springer Nature开放获取(open-access)出版的学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, perspective, highlight, etc)，包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，2022JCR影响因子为 26.6，学科排名Q1区前5%，中科院期刊分区1区TOP期刊。多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。欢迎关注和投稿。
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