在晶体合成过程中结合机械和化学效应可以产生意想不到的材料属性。机械效应在卤化物钙钛矿湿化学合成过程中的作用仍未得到充分探索，主要是因为它与典型的较慢溶剂蒸发引起的化学变化在时间上不同步。基于此，湖北大学吴聪聪&美国宾夕法尼亚州立大学 kai wang &大连化学物理研究所杨栋&中科院宁波材料所刘畅团队使用快速结晶的前体墨水将机械剪切应力引入晶体合成的短时间窗口，这会导致机械剪切效应与钙钛矿的原子组装同时发生，相关成果于2024年11月22日发表于Nature Synthesis期刊。该方案允许宏观动态剪切影响原子晶格重排、生长和面取向。这种效应在原子到厘米尺度上始终可见，最终形成具有长距离均匀性的薄膜。这些钙钛矿薄膜表现出卓越的晶体取向和结构均匀性，其 Herman 取向因子为 −0.3135，在小面积电池上实现了 25.90% 的出色能量转换效率，在 70 cm2 太阳能模块中则超过 21%。这种合成方法体现了利用机械剪切来促进长程有序晶格组装的原理，从而为高质量钙钛矿薄膜提供了一种可扩展的合成方法。
论文信息：Liu, H., Wu, H., Zhou, Z. et al. Simultaneous mechanical and chemical synthesis of long-range-ordered perovskites. Nat. Synth (2024). https://doi.org/10.1038/s44160-024-00687-2
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