表面包覆稳定铅卤化物钙钛矿纳米晶研究进展

何晓雄， 周 浩， 何青泉， 潘 军

(浙江工业大学 材料科学与工程学院， 浙江 杭州 310014)

1 引 言

金属卤化物钙钛矿材料因其优异的光电性能已成为科研界和工业界的关注热点，是取代现有光电材料的最佳候选之一。卤化物钙钛矿纳米晶具有较高的光致发光效率、带隙可调、高色纯度、强光吸收、较低的激子结合能和高载流子迁移率等特点[1-6]，使其在光伏器件[7-11]、发光二极管(LED)[12-13]、光电探测器[14-15]、X射线成像[16-19]等领域具有较大的潜在应用前景。

卤化钙钛矿纳米晶具有高的缺陷容忍度，但研究表明，液相条件下合成的钙钛矿纳米晶内部及表面存在大量的非辐射复合缺陷，包括点缺陷(大量的Pb或卤素空位)、间隙缺陷、杂质缺陷、界面缺陷等，会造成其光致发光效率(Photoluminescence quantum yield，PLQY)及稳定性下降[20-22]。因此，控制卤化物钙钛矿纳米晶中的微观结构和减少缺陷是提升其稳定性和发光效率的关键所在。

近年来，研究人员主要围绕如下几种策略开展研究工作：(1)配体钝化策略[23-33]；(2)离子掺杂策略[34-36]；(3)表面包覆策略[37-40]。其中，表面包覆是一种有效提升钙钛矿纳米晶水氧稳定性的方法，但通常由于外层保护物的绝缘性，限制了载流子的传输，普遍不适合太阳能电池、LED等应用。本综述简要介绍了卤化物钙钛矿的晶体结构及影响其稳定性的因素，着重归纳表面包覆的种类及其形成机理，并对进一步优化表面包覆技术从而提升钙钛矿纳米晶的稳定性进行展望。

2 卤化物钙钛矿的晶体结构及其稳定性影响因素

2.1 卤化物钙钛矿的晶体结构

卤化物钙钛矿晶体结构的化学式为AMX3，通常A为一价阳离子，如Cs+、CH3NH3+等；……