将钙钛矿集成到半导体制备行业标准的光刻工艺中。在这项研究中，工程师们设计了一种光刻掩模图案，控制横向和纵向尺寸，开发出了一种控制钙钛矿单晶生长的方法（图1）。

图1. 光刻掩模法外延生长钙钛矿单晶

溶液光刻辅助外延生长和转移策略

在基础上（图1），进一步开发了高效、地控制钙钛矿单晶器件生长和制造的方法—溶液光刻辅助外延生长和转移策略，用于任意衬底上制备单晶杂化钙钛矿薄膜。

图2是溶液的光刻辅助外延生长和转移策略制造单晶钙钛矿的过程示意图及其实物和相应单晶质量表征。

研究人员使用杂化钙钛矿晶体（例如MAPbI3）作为外延生长杂化钙钛矿单晶的衬底，其次，使用一层2μm的图案化聚合物（例如对二甲苯）作为生长掩模，然后，利用光刻技术在杂化钙钛矿块状晶体的衬底上蚀刻掩模图案以控制超薄晶体膜的生长。后，将单晶层从块状晶体衬底上剥落，并在保持其形状以及对衬底的粘附性的同时能够转移到任意衬底上。随后通过对该杂化单晶薄膜的结构、电学、光学等分析表征也充分证明了其高质量的单晶和光电学性能。

图2. 溶液光刻辅助外延生长及转移策略制备单晶杂化钙钛矿薄膜

进一步地，如图3所示，该单晶薄膜能够被转移到弯曲的普通衬底上，尺寸约为1cm×1 cm×2μm，钙钛矿位于夹在两层材料之间的中性机械平面上，从而使得薄膜可以弯曲。通过相应上百次的机械疲劳试验测试、光学显微分析以及电学分析发现了其厚度依赖的机械柔性和载流子输运规律。

这种柔性及优良的载流子输运特征使得该单晶膜能够融合到高效柔性薄膜太阳能电池以及可穿戴设备中，用于实现无源无线器件。

图3. 单晶杂化钙钛矿薄膜机械柔性及载流子输运厚度依赖

随后，研究团队利用铅–锡组成成分逐渐变化的生长溶液进行杂化单晶杂化钙钛矿的生长，实现了连续梯度带隙变化的单晶杂化钙钛矿薄膜（图4）。通过光学、SEM和电学相应分析表征证明了高质量梯度带隙变化的单晶杂化钙钛矿薄膜。

图4. 梯度组成带隙调控单晶杂化钙钛矿薄膜生长

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