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什么是无机钙钛矿 无机钙钛矿介绍

发表于:2025-04-18 12:02:30 作者:Lynn 浏览次数:11

无机钙钛矿是一类具有特定晶体结构的无机化合物,其命名源自天然矿物钙钛矿(CaTiO₃)。这类材料的核心特征在于其ABX₃型晶体构型,其中A位通常由铯(Cs)等碱金属离子占据,B位为铅(Pb)或锡(Sn)等二价金属,X位则由卤素元素(如碘I、溴Br、氯Cl)组成。这种独特的结构赋予了材料优异的光电特性,特别是其载流子迁移率可达100cm²/Vs以上,这使其成为光伏和发光器件的理想候选材料。

与有机-无机杂化钙钛矿相比,无机钙钛矿在热稳定性方面表现更为突出。以CsPbI₃为例,其热分解温度可超过300°C,远高于常见的MAPbI₃(甲基铵铅碘)。同时,这类材料具有可调节的直接带隙(1.7-2.3eV),通过改变卤素比例即可实现从紫光到红光的发射调控,这使得它们在LED和激光领域展示出巨大潜力。需要注意的是,纯无机钙钛矿的相稳定性仍需通过纳米晶工程或表面钝化等手段进行优化。

在实际应用中,无机钙钛矿的溶液加工性能值得特别关注。虽然CsPbBr₃等材料在极性溶剂中的溶解度有限,但通过开发新型前驱体配方(如添加氢溴酸HBr),现已能实现高质量的薄膜制备。此外,全无机钙钛矿量子点的荧光量子产率可达90%以上,其窄半峰宽(<20nm)特性在广色域显示技术中具有不可替代的优势。随着界面工程和组分调控技术的进步,这类材料正在突破传统硅基光电技术的性能瓶颈。