钙钛矿型化合物研究进展

自从第一块约4%效率的钙钛矿型太阳能电池于2009年报道以来，钙钛矿型化合物研究进展迅速。《MRS快报》特别汇编了这一新兴领域的最新进展。

钙钛矿型化合物一个罕见特性的发现使得研究人员能够迅速生长出厘米级品质优良的单晶材料。当温度升高时，盐一般会更多地溶解于溶剂中。但一些研究小组发现，随着温度的上升钙钛矿型化合物在特定溶剂中的溶解度降低，从而导致在高温下溶液中晶体的形成。传统的生长方法需要几个星期的时间才能生长这么大的晶体，但是新的方法只需几个小时就可以得到成果了。这一发现可能促成具有优异性能的钙钛矿型单晶光电子器件。

瑞士联邦技术研究院洛桑分院 （Swiss Federal Instituteof Technology in Lausanne）的研究人员在 《科学报告》上报道了钙钛矿型化合物中的此类现象 （Scientific Reports，DOI:10.1038/srep11654）。Anders Hagfeldt领导的研究团队发现在溶剂 γ-丁内酯 （gamma γ-butyrolactone，GBL）中加热浓缩的碘化铵（methylammonium iodide）和碘化铅 （lead iodide）溶液 （摩尔比1∶1）到190℃，可以形成独立的甲基铵基碘化铅 （CH3NH3PbI3）钙钛矿型晶体。一旦晶体达到了理想的尺寸，研究人员则把它们从热溶液中取出，因为晶体在冷却后会溶解回溶液中。他们报道可以在25 min长出1mm长的晶体。

最初的报道之后，类似的进展由沙特阿卜杜拉国王科技 大 学（KingAbdullahUniversityofScienceand Technology，KAUST）的研究小组发表在 《自然通讯》（Nature Communications，DOI:10.1038/ncomms8586）上，然后陕西师范大学的研究人员也在 《先进材料》上报道（Advanced Materials，DOI:10.1002/adma.20150 2597）。阿卜杜拉国王科技大学Osman Bakr教授和他的同事们报道由N，N-二甲基甲酰胺 （N，N-dimethylformamide）溶剂结晶CH3NH3PbBr3以及由γ-丁内酯溶剂 （GBL）生成CH3NH3PbI3晶体。……