鈣鈦礦材料近期文章解讀

近年來，鹵化物鈣鈦礦材料由於其出色的光電性能，簡易的處理方式和較低的研究門檻，獲得了很大關注，並成為近幾年來材料和能源領域的一大研究熱點。編者整理了近期發表在Nature Communications上鈣鈦礦方向的評論和綜述文章，涵蓋鈣鈦礦太陽能電池穩定性、混合維度鈣鈦礦太陽能電池器件、非鉛鈣鈦礦和鈣鈦礦射線探測器等題材，供讀者參考。

鈣鈦礦器件穩定性測試亟需標準化

鈣鈦礦和硅太陽能電池各參數對比圖

鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率在短短几年內就已經達到23.3%，已經可以與硅太陽能電池媲美，但是在妥善解決鈣鈦礦的穩定性這一最明顯的短板之前，鈣鈦礦太陽能電池的商業化前景還不明朗。美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）的楊陽教授和中國科學院半導體研究所的游經碧研究員對鈣鈦礦器件穩定性的研究進行了總結和展望，並呼籲建立標準化的太陽能電池器件老化測試標準。

雜化鈣鈦礦材料的維度控制

維度工程-鈣鈦礦相演變對化學和物理性質的影響

在嘗試解決鈣鈦礦材料穩定性的各種方案中，有一類方案由於其有效性和豐富的可調性，吸引了較多關注並取得了快速的進展。在經典 「三維」鈣鈦礦材料如甲基銨碘鉛中定量地引入較大體積的有機陽離子，與原有的較小體積的陽離子(即甲基銨或甲脒鎓)協作調控鈣鈦礦的微觀層狀結構和「維度」，能夠在輕度或不降低電池效率的情況下，大幅提高電池的穩定性。近期，中國科學院福建物質結構研究所的高鵬研究員和瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）的 Nazeeruddin教授合作撰寫了綜述文章，對混合維度鈣鈦礦的製備方法、晶體結構以及太陽能電池器件的性能和穩定性等方面進行了歸納整理。

低毒非鉛基鈣鈦礦太陽能電池

具有潛力的太陽能電池吸光材料

另外一類方案則希望徹底去除鈣鈦礦材料中的重金屬鉛元素（Pb），並引入穩定、低毒性的鍺、鉍、銫等無機元素，除了解決鈣鈦礦的穩定性問題之外，也解決毒性和環保等問題。近日，美國西北大學的Mercouri G. Kanatzidis教授和柯維俊博士總結了低毒非鉛基鈣鈦礦電池的研究進展並對未來發展進行了展望。

新型理想的鈣鈦礦射線探測材料

兩種不同工作模式的（電流模式和電壓模式）射線探測器

相較於備受關注的鈣鈦礦太陽能電池，有機-無機雜化鉛鹵鈣鈦礦作為射線探測器的光敏材料受到的關注較少。然而，由於其低廉的原材料和製備工藝，優異的射線探測性能和工作穩定性，鈣鈦礦材料取代昂貴的傳統材料（非晶硒（α-Se）、碲鋅鎘（CZT）晶體等）並實現商業化的進度，甚至有可能早於鈣鈦礦太陽能電池。近日，美國北卡羅來納大學教堂山分校的黃勁松教授和魏浩桐博士撰寫了綜述文章，總結了鈣鈦礦探測器的研究現狀並與傳統射線探測器對比了優勢和不足，同時為未來鈣鈦礦射線探測器的發展指明了方向。

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