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壓力對(duì)雜化鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的有效調(diào)控

來(lái)源: x-mol 2017-11-09 13:58:57

有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦（organic-inorganic hybrid perovskite）作為一種重要的鈣鈦礦材料，由于具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能，在太陽(yáng)能電池、光探測(cè)器和激光器等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在短短的幾年時(shí)間內(nèi)，有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)超過(guò)22%（NREL認(rèn)證）。然而，穩(wěn)定性問(wèn)題以及對(duì)其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系理解的不足成為該領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的主要障礙。

壓力作為一種基礎(chǔ)的熱力學(xué)維度參數(shù)是重要的材料調(diào)控手段，通過(guò)改變壓力可以有效調(diào)節(jié)材料的電子和晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)控材料的物理性質(zhì)，影響其功能和應(yīng)用。不同于化學(xué)摻雜，壓力在對(duì)材料施加作用時(shí)不引入其他影響因素，因此被認(rèn)為是一種“清潔”的調(diào)控手段，從而可以更好地揭示材料的結(jié)構(gòu)性能關(guān)系。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，壓力可以有效調(diào)控雜化鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并有望進(jìn)一步提升其性能。近日，高壓科學(xué)研究中心的楊文革和呂旭杰研究員等發(fā)表題為Pressure-induced dramatic changes in organic–inorganic halide perovskites 的綜述。在這篇綜述中，作者回顧了近五年來(lái)壓力對(duì)有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)、物理特性和光電性能的改變，討論了潛在的物理機(jī)制，并為高性能鈣鈦礦光電功能材料的發(fā)展提供新的視角。最后他們對(duì)壓力及相關(guān)技術(shù)方法在未來(lái)有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦的研究發(fā)展中可能扮演的角色進(jìn)行展望，例如，通過(guò)引入化學(xué)壓力和界面工程等方法來(lái)模擬外加高壓的效果，從而實(shí)現(xiàn)雜化鈣鈦礦的優(yōu)化改性。該工作很好地總結(jié)了鹵化物鈣鈦礦材料在壓力下的研究進(jìn)展和存在的不足，提出了下一步的研究方向，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了重要的參考。

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