【综述】有机-无机杂化钙钛矿材料的化学形成与多功能应用

来源：X一MOL资讯

有机-无机杂化钙钛矿材料属于一种具有独特光、电、磁性能且通过有机小分子与无机分子发生自组装而形成的新型复合晶体材料。这种有机组分与无机组分交互堆积的结构使其既有无机组分的机械稳定性和热稳定性，又具有有机组分的易加工性和光电功能性。其中，基于卤化铅的杂化钙钛矿材料作为一种独特的半导体材料，表现出无机半导体与有机分子层交替排列的天然量子阱结构特征。同时，该类卤化铅的杂化钙钛矿材料具有可溶液加工、高吸收系数、长电荷扩散长度和高迁移率等优点，引发化学、物理、材料、电子等多个领域研究人员的极大兴趣，且取得了重大成就。

杂化钙钛矿光电子器件的性能研究发展迅速，但杂化钙钛矿光电器件的稳定性差，很难保持其原有的光电性能。目前，科学家正积极解决这一问题。该综述总结了基于卤化铅的有机/无机杂化钙钛矿材料形成机制的理解和发展，并对其在太阳能电池、发光二极管、激光器、光探测器和场效应晶体管等不同领域的各种应用进行了概括。

在众多应用领域中，有机-无机杂化钙钛矿材料的稳定性仍然是最大的挑战。在太阳能电池和光探测器的应用中，其稳定性已经通过元素改变、材料设计和界面工程得到了一定程度的改善。然而，在发光二极管、场效应晶体管、激光器等应用中，钙钛矿材料的稳定性仍未得以解决，而且相应的光电器件必须在氮气或真空氛围环境下制备和测试，因此极大地限制了有机-无机杂化钙钛矿材料的应用和发展。其中，混合离子或掺杂策略可能成为解决这些问题最有前途的措施之一。最后，该综述就卤化铅有机-无机杂化钙钛矿材料的未来研究方向给予了建议。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上，文章的第一作者是中国科学院化学研究所的研究生刘凯、姜莹莹和蒋雅倩。通讯作者为中国科学院化学研究所的郭云龙研究员和东京大学的Eiichi Nakamura教授。

该论文作者为：Kai Liu, Yingying Jiang, Yaqian Jiang, Yunlong Guo, Yunqi Liu, Eiichi Nakamura