Small Structures:钙钛矿纳米晶体:合成、稳定性及光电应用

钙钛矿最初指化学式为CaTiO3的矿物。后来研究者将化学式为ABX3且晶体结构与CaTiO3相似的材料统称为钙钛矿材料。金属卤化物钙钛矿(MHPs)在光伏领域的成功应用使其成为十年来世界范围内研究最多的光伏材料之一。MHPs由A位的一价阳离子(如MA+、FA+、Cs+等),B位的二价金属阳离子(如Pb2+、Sn2+、Cu2+等)以及X位的卤化物阴离子(Cl、Br或I)组成。

随着对MHPs材料的研究,研究进展已经延伸到了纳米尺度。2014年首次报道了钙钛矿纳米晶体(PNCs)。其既具有传统钙钛矿材料的优异光电性能,又具有纳米尺度材料的量子约束效应,具有带隙可调节、发射峰窄、光吸收强等特性。虽然PNCs表现出了优异的性能,并在各种应用中具有相当大的潜力,但材料的稳定性问题阻碍了其商业化道路。在本综述中,德国慕尼黑大学Tayebeh Ameri课题组及其同事综述了钙钛矿纳米晶体的合成策略,并分析了其稳定性问题和相应的优化策略,展望了各个方向上PNCs的应用前景和挑战。相关结果发表在Small Structures上(论文信息附后)。

本文全面总结了铅基和无铅PNCs的最新的合成方法,然后讨论了影响PNCs稳定性的因素,包括湿度、氧、光和温度,并汇总了保护PNCs的有机和无机封装策略。此外,作者回顾了PNCs在光电子领域的各种应用,例如太阳能电池、发光二极管及光电探测器,并展望了开发高性能和高操作寿命的PNCs器件的可能方向。

论文信息:

Perovskite Nanocrystals: Synthesis, Stability, and Optoelectronic Applications

Shizhe Wang*,  Amir Abbas Yousefi Amin,  Linzhong Wu,  Muhan Cao,  Qiao Zhang*,  Tayebeh Ameri*

Small Structures

DOI: 10.1002/sstr.202000124