卤化物钙钛矿

推动原位表征方法创新：多模态原位平台为钙钛矿成膜动力学研究设立新标准。结论展望本研究通过多模态原位表征手段，系统揭示了BrI混合卤素宽禁带钙钛矿的结晶动力学与电荷传输机制，明确了垂直取向提升电荷提取与卤素均质化引入缺陷的双重效应。研究指出，未来宽禁带钙钛矿性能提升的关键在于平衡晶体取向与缺陷抑制，可通过功能添加剂、气体淬火等工艺调控结晶路径。

尽管基于溴-碘混合卤化物钙钛矿的宽带隙钙钛矿太阳能电池在提升光伏性能方面已有诸多努力，但对于其结晶动力学以及溴混合对结晶动力学的作用仍缺乏深入理解。我们发现，MAPbIBr钙钛矿薄膜存在两种本质上不同的结晶动力学过程：一种是中间溶剂复合相辅助生长（富碘），另一种是自上而下的垂直取向生长（富溴）。

卤化物钙钛矿优异的光电性能使其适用于光电器件及新兴量子发射应用。近年来，钙钛矿纳米材料的进展使得发光衰减时间可低于100皮秒，激发了人们对更快速辐射过程的探索，而这此前仅能在昂贵的III-V族外延材料中实现。通过结合超快光谱、光学与电子显微镜的多模态策略，我们揭示了这些瞬态源自纳米畴超晶格中的量子隧穿效应。发射与结构的局域关联分析表明，该纳米畴超晶格由交替排列的角共享与面共享八面体有序层构成。

多晶钙钛矿薄膜中的电荷传输与提取常受限于晶粒域边界处低效的载流子迁移。固态核磁共振、透射电子显微镜和飞行时间二次离子质谱分析证实，Rb形成非钙钛矿相，主要分布于表面和GDBs处。文章亮点精准Rb递送与GDB原位桥接：利用冠醚超分子复合物实现Rb的缓慢释放与精准定位，在晶界处形成一维非钙钛矿相桥接结构，有效降低缺陷并促进载流子跨晶界传输。

金属卤化物钙钛矿太阳能电池在单结和多结器件中达到了具有竞争力的光电转换效率。加强对缺陷在金属卤化物钙钛矿不稳定性中的作用研究促使起草了一项关于测试程序的共识以研究钙钛矿太阳能器件的稳定性。其中包括验证光浸泡和电场下的离子迁移或卤化物特征的可逆降解等现象钙钛矿半导体。在报告实际初始PCE的研究中，用于稳定性测试的器件通常表现出低于性能最佳器件的效率。

在这项工作中，对1.84eV钙钛矿薄膜表面和底部界面的卤素离子分布进行了全面研究，结果表明在钙钛矿中存在严重的卤化物分布不均，这严重损害了器件的效率和稳定性。Yb3+离子与卤素阴离子之间的强配位调节了结晶动力学从而使富含Br和富含I区域分布均匀，从而产生了组成卤化物均匀分布的高质量钙钛矿薄膜。此外，Yb3+显著抑制了卤素迁移和离子交换过程，从而增强了相稳定性。

研究意义解决WBG钙钛矿核心问题：首次通过Cl诱导中间相实现卤化物均匀分布，克服Br/I分相难题。该工作不仅揭示了Cl诱导中间相对结晶路径的调控机制，也为高效稳定钙钛矿/硅叠层电池的产业化提供了切实可行的材料设计与工艺方案。

锡卤化物钙钛矿作为环境友好型材料，有望实现发射波长可延伸至近红外区域的发光二极管。本研究哈尔滨工业大学(深圳)陈怡沐、南京工业大学王娜娜和电子科技大学白赛等人系统探究了两种典型氨基酸——L-苯丙氨酸和L-酪氨酸作为添加剂在调控异质结构锡钙钛矿发光层及其PeLEDs性能中的作用。文章亮点氨基酸添加剂精准调控结晶与抗氧化：Tyr凭借酚基团显著延缓锡钙钛矿结晶、抑制Sn氧化，获得高均匀、低缺陷的发光层，PLQY高达45%。

金属卤化物钙钛矿纳米晶在光学性能上具有极高的可调性，但充分挖掘其潜力面临着庞大而复杂的合成参数空间的挑战。Rainbow为高性能金属卤化物钙钛矿纳米晶的加速、数据驱动的发现与逆向合成提供了一个通用蓝图，助力下一代光子材料和技术的按需实现。

论文概览卤化物钙钛矿太阳能电池因其易受环境降解影响，实现长期稳定性仍具挑战。本研究通过将混合金属硫卤化物引入甲脒基碘化铅晶格，以增强离子结合能并缓解晶格应变，从而解决其不稳定性问题。模拟进一步证实，S与Pb、Sb共同构筑稳定的八面体框架，结构保持FAPbI原型不变。该策略首次实践三价-二价硫卤合金化，为高效、长寿命钙钛矿太阳电池提供了可规模化的组分工程路径，向可再生能源的实用化迈出关键一步。