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    氣體誘導(dǎo)的有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦材料的形成與轉(zhuǎn)
    
            
    
                瀏覽次數(shù)： 342
                  發(fā)布時(shí)間：2017-09-12 09:00:11                  發(fā)布人：editor
    
            
    
                 
     　　近年來，有機(jī)無機(jī)雜化鹵化物鈣鈦礦作為一類新型材料得到了非常廣泛的關(guān)注，尤其是基于其開發(fā)的新型鈣鈦礦太陽能電池效率已經(jīng)突破22%。由于這類材料特殊的有機(jī)-無機(jī)雜化的晶體結(jié)構(gòu)，他們兼具硬性材料和軟性材料的特點(diǎn)。類似于傳統(tǒng)的陶瓷材料，這些鈣鈦礦的微觀組織呈現(xiàn)明顯的晶粒和晶界結(jié)構(gòu)。而同時(shí), 這些材料又呈現(xiàn)各種軟性特征，其中包括擁有室溫下高速旋轉(zhuǎn)的有機(jī)離子以及快速的離子遷移能力。因?yàn)檫@些有趣的性質(zhì)組合，在這類特殊的材料上, 各國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了各種新型的前所未有的神奇物理和化學(xué)現(xiàn)象。
    

     
    

    　　【成果簡(jiǎn)介】
    

     
    

    　　近日，美國布朗大學(xué)Yuanyuan Zhou教授和 Nitin P. Padture 教授(共同通訊作者)在ACS Energy Letters上發(fā)表了前瞻性綜述文章“Gas-Induced Formation/Transformation of Organic−Inorganic Halide Perovskites”。Zhou和 Padture 教授團(tuán)隊(duì)近年來致力于研究氣體，特別是胺基氣體，誘導(dǎo)下有機(jī)無機(jī)雜化鹵化物鈣鈦礦的化學(xué)行為，取得了一系列的重要成果。這篇綜述回顧了包括他們?cè)趦?nèi)的世界上多個(gè)課題組在該領(lǐng)域的主要工作, 暢想了未來該領(lǐng)域的發(fā)展方向,并強(qiáng)調(diào)了包括理論計(jì)算以及原位表征在內(nèi)的機(jī)理性研究的重要性。
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　【圖文導(dǎo)讀】
    

     
    

    　　圖一 有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦材料的硬性和軟性特征
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　(A) 晶體結(jié)構(gòu)，(B) 旋轉(zhuǎn)的有機(jī)離子，(C)離子遷移，(D) SEM 照片，(E) TEM照片，(F) 軟性力學(xué)行為
    

     
    

    　　圖二(A)甲胺鉛碘鈣鈦礦在甲胺氣體誘導(dǎo)下的“液化”重結(jié)晶的相變現(xiàn)象,以及 (B,C)基于該現(xiàn)象的鈣鈦礦薄膜缺陷修復(fù)。
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　圖三(A-D)甲胺氣體誘導(dǎo)的在不同氣體壓強(qiáng)和溫度下的甲胺鉛碘鈣鈦礦的相變和形貌變化行為，(E,F) 通過調(diào)節(jié)氣體壓強(qiáng)和溫度優(yōu)化的甲胺鉛碘鈣鈦礦薄膜。
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　圖四(A-C)甲胺氣體誘導(dǎo)的鈣鈦礦前驅(qū)體向鈣鈦礦轉(zhuǎn)變的相變和形貌變化行為以及(D)其化學(xué)機(jī)理
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　圖五(A-C)胺基氣體，(D，E)鹵氣以及(F)氫鹵酸氣體誘導(dǎo)下的有機(jī)無機(jī)雜化鹵化物鈣鈦礦的形貌保留的相變過程
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　圖六 未來研究?jī)?nèi)容展望
    

     
    

    　　(A)甲胺氣體誘導(dǎo)鈣鈦礦“液化”過程的理論計(jì)算; (B) 探索非經(jīng)典結(jié)晶機(jī)理在氣體-鈣鈦礦作用過程的存在性和重要性;(C)氣體誘導(dǎo)下形貌保留的鈣鈦礦相變的預(yù)測(cè)反應(yīng)機(jī)理;(D)可未來研究的不同氣體-鈣鈦礦組合
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　(A)甲胺氣體誘導(dǎo)鈣鈦礦“液化”過程的理論計(jì)算;
    

     
    

    　　(B) 探索非經(jīng)典結(jié)晶機(jī)理在氣體-鈣鈦礦作用過程的存在性和重要性;(C)氣體誘導(dǎo)下形貌保留的鈣鈦礦相變的預(yù)測(cè)反應(yīng)機(jī)理;
    

     
    

    　　(D)可未來研究的不同氣體-鈣鈦礦組合
    

     
    

    　　圖七 氣體誘導(dǎo)鈣鈦礦化學(xué)變化行為的應(yīng)用
    

     
    

    

    　　
    

     
    

     
    

     
    

    　　(A)規(guī)模化鈣鈦礦器件(光伏電池，LED等)生產(chǎn)，
    

     
    

    　　(B)光學(xué)控制，
    

     
    

    　　(C)氣體純化和(D)感應(yīng)。
    

     
    

    　　文獻(xiàn)鏈接：Gas-Induced Formation/Transformation of Organic−Inorganic Halide Perovskites(ACS Energy Lett., 2017, DOI: 10.1021/acsenergylett.7b00667)