庄 园，徐公杰

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

引言

有机−无机杂化钙钛矿（HOIP）（ABX3，其中：A=CH3NH3+，HC (NH2)2+，Cs+；B=Pb2+，Sn2+，Ge2+；X=Cl−，Br−，I−）具有吸收系数较高、扩散长度较大、带隙宽度可调节（改变卤素成分比例）、制备流程简单及成本低等优点，在太阳能电池、发光二极管、纳米激光器、光电探测器、高能射线闪烁体[1-3]等方面具有广泛的应用前景。比如：以钙钛矿材料作为活性层的太阳能电池，其光电转换效率（PCE）从2009 年的3.8%提升到2020 年的25%以上[4-5]；钙钛矿红光和绿光二极管（LED）的外部量子效率超过20%[6-7]；同样值得注意的是，HOIP 材料在微纳激光器[8]、光电检测器件[9]和非线性光学[10-11]等领域的应用也表现出了极其出色的性能。与其结构和性质相似，另一种通式为L2An-1BnX3n+1的钙钛矿（n≥1），也被称为Ruddlesden-Popper 钙钛矿（RPP）或二维钙钛矿，其中L代表有机长链阳离子（通常为苯乙胺（PEA）或正丁基胺（BA）），它在钙钛矿两侧形成绝缘层，有效地提升了钙钛矿材料的稳定性。同时这种三明治结构形成的有效量子阱所表现出明显的激子效应也引起了人们的广泛关注[12]。

尽管钙钛矿具有优异的光电性能，但是其稳定性一直是阻碍钙钛矿研究和应用的最大障碍[13-14]。对于如太阳能电池、发光二极管等钙钛矿相关器件，工作环境中的光照[15]、温度[16]、湿度[17]等因素会使得该材料在短时间内便出现降解，其中光照对稳定性的影响最大。针对这些因素，研究人员提出了改善二维钙钛矿稳定性的两种方法。

第一种方法是调整钙钛矿晶体的化学结构，例如使用其他卤素元素（溴，氯）部分或完全替代碘，或使用一些强疏水性有机基团来取代最外层分子以提高HOIP 的稳定性[18]。……