溶解度是调控钙钛矿单晶生长的关键物理性质。逆温结晶法因其可利用升温过程中溶解度下降的特性，被广泛用于制备高质量钙钛矿单晶，以构建高性能X射线探测器。然而，许多钙钛矿前驱体在高温下并不具备溶解度下降的特性，导致溶剂选择受限。
本文复旦大学解凤贤等人提出一种温度调控有机配位机制，以突破多种钙钛矿组分在ITC过程中的溶剂限制。通过引入聚乙二醇作为配位调节剂，构建了PEG/γ-丁内酯通用溶剂体系，成功实现了多种组分钙钛矿单晶的ITC生长。TROC机制通过在不同温度下动态调控PEG与钙钛矿之间的配位强度实现：低温下PEG与Pb²⁺强配位显著提升溶解度；升温后配位作用减弱，溶解度下降并诱导晶体析出。
所制备的钙钛矿单晶质量优异，应用于X射线探测表现出高性能，如FAPbI₃探测器灵敏度达2.08×10⁴ μC Gyₐᵢᵣ⁻¹ cm⁻²，探测限低至228.6 nGyₐᵢᵣ s⁻¹。本研究为高质量钙钛矿单晶的合成提供了新机制，并推动了其进一步应用。
文章亮点
- 提出TROC机制，突破ITC溶剂限制：利用PEG在不同温度下与Pb²⁺的动态配位作用，实现多种钙钛矿在GBL/PEG通用溶剂中的可控结晶。
- 构建绿色通用溶剂体系：PEG与GBL均为环境友好型溶剂，适用于MAPbI₃、FAPbBr₃、CsPbBr₃等多种钙钛矿单晶生长。
- 单晶质量优异，X射线探测性能卓越：所制备单晶缺陷密度低、载流子寿命长，探测器灵敏度高、探测限低，性能领先。
Z. Duan, K. Wang, H. Liu, et al. “ Overcoming Solubility Limitations in Inverse Temperature Crystallization for Universal Growth of High-Quality Perovskite Single Crystals for X-Ray Detection.” Adv. Funct. Mater. (2025): e15287.
https://doi.org/10.1002/adfm.202515287
