有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能，成為近年來光電功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜是提高器件性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。由于鈣鈦礦材料具有快速成核和結(jié)晶的特點(diǎn)，簡(jiǎn)單的溶液涂布工藝很難制備覆蓋度高、結(jié)晶度高和晶界密度低的鈣鈦礦薄膜。 

       在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中國(guó)科學(xué)院的大力支持下，中科院化學(xué)所綠色印刷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋延林課題組科研人員針對(duì)鈣鈦礦溶液涂布存在的成核和結(jié)晶問題開展了研究。他們利用甲胺氣體置換反應(yīng)方法，通過有機(jī)陽(yáng)離子交換途徑制備高質(zhì)量的CH₃NH₃PbI₃鈣鈦礦薄膜(Adv. Mater. 2018, 30, 1804454)和高質(zhì)量穩(wěn)定的CH₃NH₃SnI₃鈣鈦礦薄膜(Angew. Chem.Int. Ed. 2019, 58, 6688-6692），以及甲脒氣體置換制備CH₃NH₃SnI₃鈣鈦礦薄膜(Adv. Sci. 2020, 7, 190347)。 

      最近，課題組與天津大學(xué)科研人員合作，利用甲胺輔助重結(jié)晶方法原位制備CH₃NH₃PbI₃鈣鈦礦薄膜，制備的鈣鈦礦薄膜厚度僅幾百納米，晶粒達(dá)到1-2 mm, 同時(shí)鈣鈦礦薄膜具有單一的(110)取向，他們利用SEM，XRD，TEM和EBSD對(duì)鈣鈦礦薄膜進(jìn)行系統(tǒng)的表征。制備的鈣鈦礦薄膜具有較低的缺陷態(tài)密度和較長(zhǎng)的載流子壽命，對(duì)應(yīng)的光伏電池光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到21.36%，該研究成果近日發(fā)表于Nat. Commun. (2020, 11:5402），通訊聯(lián)系人是蔣克健副研究員、宋延林研究員和天津大學(xué)周雪琴教授，第一作者是碩士生范昊宸和李鳳珠。