1引言
光电探测器能够将入射光子转换为可被电极收集的电子，是一种能把入射光信号转化为电信号的器件，可广泛用于图像传感、导弹制导、环境监测、夜视系统等领域[1]。半导体是光电探测器中至关重要的组成部分，半导体由于其特性可以吸收入射光子的能量产生电子空穴对，从而产生内建电场或在外加电场的作用下被电极收集而产生电流。按光电探测器工作原理可以分为光电导型、光伏型、 晶体管型、光电倍增型等。
近年来，钙钛矿光电探测器发展迅速，其具备优异的光电特性如高外量子效率，宽吸收光谱、 高吸收系数、可调的光学带隙、低缺陷密度、低电荷载体复合率、大电荷载体扩散长度和寿命，易于溶液法制备，成本低。[2]钙钛矿光电探测器的发展离不开钙钛矿材料本身优异的性质。早在2014年钙钛矿太阳能电池就达到了超过22%的功率转化率。短短十年间太阳能电池的光电转换效率已从3.8％提高到超过23％。由于制备过程与传统的有机/聚合物光电器件极为相似，因此有机/无机杂化钙钛矿光电器件在消费类电子产品、家用器具、智能建筑照明、工业、生产安全、卫生保健和生命科学、环境、玩具和教育领域有着广泛的应用前景。[3]钙钛矿铅锡共混钙钛矿是由发展前景的吸收剂材料，铅锡共混部分铅被锡代替，降低了重金属铅的含量，提高了产品的安全性[4]。
2钙钛矿材料
钙钛矿是由特定的晶体结构所定义的一类材料类别。1958年，Moslash;ller等人[5]首次报道了全无机钙钛矿CsPbX3（X=Cl、Br、I）的晶体结构。1978年，Weber等人[6]首次报道了有机-无机杂化钙钛矿材料并做了详细的表征工作。钙钛矿这一名称最初是用以指代指钛酸钙 (CaTiO3) 矿物，现在则是对具有CaTiO3 型晶体结构，化学组成为ABX3的半导体材料的统称，其中A和B 代表阳离子，A的半径远大于B， 其中A主要为有机（MA 、FA ）或无机（Cs ）阳离子，B为过渡族金属离子（Pb2 、Mn2 、Sn2 等），X为氧或卤素离子（Cl-、Br-、I-），根据A、B位阳离子的种类或离子半径的不同，可以构建出结构特征各异、物理性能不同的钙钛矿材料。
钙钛矿的晶体结构如图1所示，在一个单元中，A 离子占据8 个角，B 离子位于中心，X 阴离子位于6面中心位置。通过离子替换可以直接调整其带隙，而钙钛矿形成的重要指标分别是阳离子A的大小和八面体因子，即B与X 离子半径的比值，只有当它们满足相应条件时才能形成严格的钙钛矿晶体，结合这两种形式化的标准，几乎所有具有不同化学成分的钙钛矿都可以精确地预测、设计和合成，而对钙钛矿材料电子态的清晰认知可以更好地理解器件性能背后的物理机制[7]。
图1 钙钛矿晶体结构
在钙钛矿光电探测器中，金属卤化铅钙钛矿太阳能电池因其低成本、高效率而受到了全世界的广泛关注。金属卤化物钙钛矿(ABX3)是一种具有高电荷载流子迁移率[8]和直接光学带隙[8]的可溶液处理但是具有高度结晶的半导体。其在太阳能电池中的高转化效率接近晶体硅，有望创造纪录。但是由于含铅钙钛矿存在两个问题，一是只含铅的钙钛矿光电探测器由于其带隙宽度对光利用率不高，通常只延伸到可见光区域边缘，限制了器件的功能；另一个是，铅是一种有毒的元素，铅是环境中重要的有毒污染物,铅对人类健康的危害,尤其是儿童健康的危害已引起世界各国学者的广泛关注。[9]随着社会发展，环境友好型的技术愈发受到人类的重视，单纯含铅的钙钛矿光电探测器势必由于其铅毒性而受到人类的批评和抵制。因此，在利用含铅钙钛矿材料优异的光电性能时如何扩展对光的吸收范围和降低材料毒性的研究方向，人们将目光投入到铅锡共混钙钛矿。
3 铅锡共混钙钛矿
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