科学为重:LHPs+MOFs，实现重大突破。

钙钛矿是德国矿物学家古斯塔夫·罗斯(Gustav Rose)于1839年在俄罗斯中部的乌拉尔山脉发现的，他决定以他心中伟大的地质学家列夫·佩洛夫斯基(Lev Perovski)的名字命名这种矿石。矿石是常见的金属有机化合物晶体，主要成分是钛酸钙(CaTiO3)。后来人们又提到钙钛矿电池，它不是由他发现的这种矿物材料制成，而是使用与钙钛矿晶体结构相似的化合物。

钙钛矿晶体结构示意图

近年来，关于钙钛矿的研究很多，经常发表在Nature、Science等顶级期刊上。作为一种新的明星材料，就连石墨烯也不得不承认失败。

2021，10年10月20日，浦项科技大学的Min Gyu Kim教授、蔚山国立科学技术学院的Tae Joo Shin和Sang Il Seok的研究小组联合报道，通过将Cl-键合的SnO2与含Cl的钙钛矿前体耦合，在SnO2电子传输层和卤化物钙钛矿光吸收层之间形成了中间层。中间层具有原子相干性，增强了钙钛矿层的电荷提取和传输，减少了界面缺陷。这项研究工作发表在顶级杂志《自然》上，题为“二氧化锡电极上具有原子相干夹层的钙钛矿太阳能电池”。

仅仅一周后，2021，10年10月29日，好消息再次传来，钙钛矿再次登上顶级杂志。我们来看看吧！

卤化铅钙钛矿(LHPs)显示出可调的带隙、高载流子迁移率和明亮的窄带光致发光(PL)。与传统的硅基和二元II-VI、III-V和IV-VI半导体材料相比，这些材料在光电应用方面具有优势。然而，为了成功的技术集成，LHPs必须克服其固有的多态性；暴露于极性溶剂、氧气、热和光下分解；陷阱态的存在；以及有毒重金属离子的相分离和浸出。例如，在CsPbI3的伪立方“黑色”相(α-、β-和γ-相)中发现了适用于光伏和红色发光二极管(led)的高光学吸收率和直接带隙，但热力学因素促进了它们在环境条件下向非活性钙钛矿“黄色”δ相的转化(图1A)。白光发光二极管的LHP材料将主要取决于这种红色发射器的稳定性，并且理想地，它将结合在单个宽带发光材料结构中。

LHP复合材料的形成可能为这些问题中的一些提供解决方案，但是LHP的离子性质并不完全有利于复合材料的制造。引起的功能损失包括LHP的聚集和分解、与所选基质的弱界面相互作用引起的差的机械稳定性以及高浓度陷阱态的形成。金属有机骨架(MOFs)的一个亚家族——沸石咪唑骨架(ZIFs)的研究使人们能够在淬火后获得高温ZIF液体和微孔玻璃。ZIF玻璃在孔隙率、反应性、机械刚性、延展性和光学响应方面具有独特的物理和化学性质，并且已经被用作晶体MOFs的基质。总之，这些特性使ZIF玻璃成为应对LHP复合材料多重挑战的首选。

二、研究成果

卤化铅钙钛矿(LHP)半导体显示出优异的光电性能。然而，它们应用的障碍是它们的多晶型、对极性溶剂的不稳定性、相分离和对铅离子浸出的敏感性。最近，昆士兰大学王连洲教授和侯景伟教授的研究小组报道了液相烧结LHPs和金属有机框架玻璃制备的一系列可膨胀复合材料。玻璃作为LHPs的基体，可以通过界面作用有效稳定非平衡钙钛矿相。这些相互作用也钝化了LHP的表面缺陷，赋予其明亮的窄带光致发光特性，从而产生白光发光二极管。当浸入水和有机溶剂中并暴露于热、光、空气和环境湿度时，这种可加工的复合材料表现出高稳定性。这些特性，加上它们的铅自隔离能力，可以实现LHP的突破性应用。相关研究工作以“卤化铅钙钛矿和金属有机框架玻璃的液相烧结”为题发表在国际顶级期刊《科学》上。

三、图文快递

图1。不同烧结温度下(CsPbI3)0.25(agZIF-62)0.75复合材料的制备。

图二。烧结过程中结构和结合的演变。

作者描述了一种新的复合材料，它是通过液相烧结晶体LHP和ZIF玻璃基质制成的，并表明用于形成高性能复合材料的工业粉末加工技术可应用于化学性质不同的LHP和ZIF玻璃。zif-62 { Zn[(IM)1.95(BIM)0.05]}(IM，咪唑盐；BIm(苯并咪唑酯)和CsPbI3首先通过机械化学合成，并显示出预期的相变(图1A)。然后，将25重量%的CsPbI3与ZIF-62玻璃[表示为agZIF-62，玻璃化转变温度(Tg)~ 304，该混合物称为(CsPbI3)(agZIF-62)(25/75)混合。同步辐射XRD表明混合物中形成了非钙钛矿δ-CsPbI3相。将混合物在不同温度下(最高350℃)烧结，然后在流动的氩气(氩气)下用液氮淬火(称为低温淬火)。得到的复合材料称为(CsPbI3)0.25(agZIF-62)0.75，表现出与亚稳g-CsPbI3一致的XRD特征，其强度随着烧结温度的升高而逐渐增加(图1B)。在烧结过程中观察到可忽略不计的重量损失。

图3。300烧结法制备的(CsPbI3)0.25(agZIF62)0.75复合材料的相分布。

图4。复合材料的稳定性和光学性能。

最后，由CsPbX3(X = Cl、Br和混合卤化物离子)和agZIF-62形成复合阵列，显示具有窄PL峰的宽色域(图4、B和C)。对于所有CsPbX3复合材料，无论是在合成期间还是在相同的烧结处理之后，它们的绝对光致发光强度都比相应的纯CsPbX3样品高至少两个数量级。这些特性，加上高加工性(图4D)，使这些单片材料成为白光发光二极管的理想候选材料。

四。结论与展望

动词 （verb的缩写）文学

文献链接:https://www . science . org/doi/10.1126/science . abf 4460。

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