【期刊】InfoMat编辑推荐：钙钛矿材料与器件（二）

钙钛矿发光二极管

Boosting CsSnI₃-based near-infrared perovskite light-emitting diodes performance via solvent coordination engineering

Yuqing Li, Xiang Guan, Yuanyuan Meng, Jingfu Chen, Junpeng Lin, Xi Chen, Chia-Yun Liu, Yaping Zhao, Qin Zhang, Chengbo Tian, Jianxun Lu*, Zhanhua Wei*

华侨大学魏展画（Zhanhua Wei）教授和阿卜杜拉国王科技大学卢建勋（Jianxun Lu）研究小组发现溶剂分子与CsSnI₃钙钛矿之间的配位能力对提高钙钛矿薄膜质量起着至关重要的作用。他们通过探究不同溶剂与锡基钙钛矿的作用关系，制备了最大外量子效率（EQEmax）为5.6%，且具有超低效率滚降和高再现性的高性能近红外Pero-LED。这些发现为理解前驱液中的配位化学过程和制备高效稳定的锡基钙钛矿的溶剂筛选提供了有重要的指导。

用于生物探测的钙钛矿量子点

Smartphone-based rapid and visual pathological diagnosis of glioma using perovskite probes

Dongdong Wu, Jimei Chi, Junzhen Fan, Lijun Cheng, Xuning Wang, Xu Yang, Meng Zhang, Zewei Lian, Zengqi Huang, Huadong Wang, Hongfei Xie, Sisi Chen, Qi Pan, Zeying Zhang, Bingda Chen, Guochen Sun*, Bainan Xu*, Meng Su*, Yanlin Song*

中国人民解放军总医院Guochen Sun/Bainan Xu联合中国科学院化学研究所宋延林（Yanlin Song）研究员/苏萌（Meng Su）研究员提出了一种易于加工和高性能的钙钛矿生物探针，用于神经胶质瘤的快速和可视病理诊断。钙钛矿量子点可以通过共聚物封装成直径为100nm的纳米晶体（PNC），并用氯毒素进行修饰，从而实现对胶质瘤的特异性识别。得益于EVA@PNCs水溶液的超光致发光量子产率（高于93%），在手持式紫外灯的激发下，可以通过智能手机对胶质瘤进行清晰的成像和捕获。为了证明PNC探针的可视化和效率，可以在不超过5分钟的时间内区分不同恶性级别的脑肿瘤切片。该策略为实现手术床附近的组织病理学分析提供了通用的辅助诊断平台，这是目前标准组织化学染色方法无法实现的。

钙钛矿硅化合物

Stabilization of halide perovskites with silicon compounds for optoelectronic, catalytic, and bioimaging applications

Atanu Jana, Sangeun Cho, Abhishek Meena, Abu Talha Aqueel Ahmed, Vijaya Gopalan Sree, Youngsin Park, Hyungsang Kim, Hyunsik Im*, Robert A. Taylor

东国大学Hyunsik Im教授团队讨论了卤化物钙钛矿研究中使用的各种硅化合物及其在光电、催化和生物成像等领域的应用。在分子水平上分析了钙钛矿和硅化合物的界面稳定性、结构-性能相关性以及各种应用方面。本研究还探讨了钙钛矿硅化合物的合成和应用的进展、困难和潜在的未来方向。

二维钙钛矿氧化物材料

High-stability two-dimensional perovskite LaNb₂O₇ for high-performance wide-temperature (80–780 K) UV light detection and human motion detection

Yong Zhang, Jian Yao, Lin Wang, Long Chen, Junyi Du, Pin Zhao, Qing Guo, Zhen Zhang, Lixing Kang*, Xiaosheng Fang*

复旦大学方晓生（Xisosheng Fang）教授和中国科学院苏州纳米所康黎星（Lixing Kang）首次将高稳定性二维钙钛矿LaNb₂O₇（LNO）用于高性能宽温紫外光检测和人体运动检测。通过固态煅烧和液相剥离技术制备高质量的LNO纳米片，在高温、酸和碱溶液中具有优异的稳定性。单个LNO纳米片器件实现了超宽温度（80-780 K）和超高（3.7 × 10⁴ A W⁻¹，780 K）紫外光检测，高响应性（171 A W⁻¹）和探测性（4 × 10¹² Jones），高速（0.3/97 ms）和在环境条件下的长期稳定性。此外，晶圆级LNO薄膜器件可作为像素阵列探测器进行紫外成像，大面积柔性LNO薄膜器件经多次弯曲试验后表现出满意的光探测性能。同时，LNO纳米片具有明显的压电特性，可以作为人体运动检测的高灵敏度应力传感器。这些令人鼓舞的结果可能为二维钙钛矿氧化物材料及其各种应用的更多创新进展铺平道路。

用于全固态电池的钙钛矿氧化物电解质

Recent advances and future perspectives of Ruddlesden–Popper perovskite oxides electrolytes for all-solid-state batteries

Chongyang Zhou, Weibin Guo, Jiayao Fan, Naien Shi*, Yi Zhao, Xu Yang, Zhen Ding, Min Han*, Wei Huang*

福建师范大学黄维(Wei Huang)&韩敏(Min Han)教授团队综述了用于固态电池电解质的Ruddlesden–Popper钙钛矿氧化物（RPPOs）材料，介绍了RPPOs SSEs的晶体结构、发展历程和合成方法。随后，重点阐释了锂离子传输机制及增强其离子电导率的策略。总结了柔性RPPOs SSEs在可穿戴电子设备中的研究进展。最后，提出了RPPOs SSEs在全固态电池开发中的关键挑战和应用前景，为推动其在固态电池领域的发展与应用指明了方向。

钙钛矿忆阻器

Simultaneous resistance switching and rectifying effects in a single hybrid perovskite

Xuefen Song, Junran Zhang, Yuchi Qian, Zhongjing Xia, Jinlian Chen, Hao Yin, Jing Liu, Linbo Feng, Tianyu Liu, Zihong Zhu, Yuyang Hua, You Liu, Jiaxiao Yuan, Feixiang Ge, Dawei Zhou, Mubai Li, Yang Hang, Fangfang Wang, Tianshi Qin*, Lin Wang*

南京工业大学王琳（Lin Wang）教授团队成功在单一钙钛矿 (NH₂CHNH₃)₃PbI₅（简称(IFA)₃PbI₅）中实现了自整流忆阻器。该工作发现位于Ag和ITO交叉电极阵列之间的 (IFA)₃PbI₅ 材料，其碘离子极易被激活并发生扩散或迁移行为，该行为在阻变与整流行为中发挥了关键作用：碘离子在体相中的迁移助力实现忆阻行为；碘离子与 Ag 电极发生反应促进了界面AgI的自发形成，其中n型AgI与p型 (IFA)₃PbI₅ 的完美组合促使器件产生了类似于p-n二极管的整流效应。此外，该自整流忆阻器具有创纪录的SET功耗（~ 3.6 mW）和低的SET电压（~ 0.93 V），展示了钙钛矿离子的多功能性，为未来高密度、低功耗存储器的发展提供了新的方向。

钙钛矿光电探测器

Filterless narrowband photodetectors enabled by controllable band modulation through ion migration: The case of halide perovskites

Yu Li, Shanshan Yu, Junjie Yang, Kai Zhang, Mingyu Hu, Weitao Qiu, Fumin Guo, Wei Qian, Sean Reinecke, Tao Chen, Makhsud I. Saidaminov, Jian Wang*, Shihe Yang*

北京大学深圳研究生院/深圳湾实验室杨世和（Shihe Yang）教授、王健（Jian Wang）助理研究员提出了一种新的“能带调制窄化”策略，利用钙钛矿材料中“臭名昭著”的离子迁移来调控能带结构，实现窄带光电探测器的构建。窄带响应是离子在钙钛矿中的迁移导致空间电荷分布不对称并改变器件能带结构的结果。这样的策略可以免除电荷收集窄化策略中对表面陷阱状态的严格要求，该方案也可推广到其他有离子迁移特性的活性材料。

用于X射线探测的钙钛矿单晶材料

High-performance 110 kVp hard x-ray detector based on all-crystalline-surface passivated perovskite single crystals

Juyoung Ko, Beomjun Park, Jangwon Byun, Sandeep Pandey, Ajin Jo, Joo-Hong Lee, Wonho Lee, Jin-Wook Lee, Nam-Gyu Park, Man-Jong Lee*

韩国建国大学Man-Jong Lee团队提出了一种将基于溶液反温度结晶法合成的Cs_0.05FA_0.9MA_0.05PbI₃ SCs浸入到2-苯乙基碘化铵（PEAI）溶液中的简便工艺，以减少缺陷数量，抑制离子迁移，提高x射线灵敏度。与传统的自旋涂相比，这种简单的浸渍工艺在所有SC表面形成二维PEA₂PbI₄层，可以有效钝化固有缺陷SC的所有表面，并最大限度地减少了离子迁移。结果显示，PEAI处理的钙钛矿单晶X射线探测器实现了高灵敏度（1.3 × 10⁵ μC Gyair⁻¹ cm⁻²，偏置电压为 30 V，实际临床剂量率为 1-5 mGy s⁻¹，峰值电位为 110 kVp）。此外，PEAI处理的钙钛矿单晶X射线探测器具有较低的探测极限（73 nGy s⁻¹），提升了X射线响应，并通过扫描方法获得清晰的X射线图像。

Mixed low-dimensional metal halide perovskite single crystal for low-detection-limit x-ray detection via oriented ion migration

Xuefang Lu, Richeng Lin*, Ying Ding, Man Xia, Wei Zheng*, Feng Huang*

中国科学院赣江创新研究院黄丰（Feng Huang）研究员、林日成（Richeng Lin）副研究员联合中山大学郑伟（Wei Zheng）副教授提出了一种毫米级的混合低维有机碘化铅单晶。基于该单晶的器件具有高灵敏度的光响应和 X 射线探测性能。通过在空间上隔离有机分子以形成混合1D-0D 晶体结构，有效抑制离子迁移，单晶器件的暗电流 （56.4 pA @200 V） 显著降低三个数量级。此外，通过增强背景特性，实现了 154.5 nGys⁻¹的低X射线检出限在单晶器件中。混合维度有机碘化铅构型有效地控制了晶体结构内的离子迁移，为实现基于钙钛矿的高性能光电探测器和X射线探测器提供了新的途径。

Development of robust perovskite single crystal radiation detectors with high spectral resolution through synergetic trap deactivation and self-healing

Lixiang Wang, Yilong Song, Liqi Li, Liting Tao, Minxing Yan, Weihui Bi, Xueying Yang, Yuan Sun, Qingfeng Dong*, Deren Yang, Yanjun Fang*

浙江大学杨德仁（Deren Yang）院士/方彦俊（Yanjun Fang）课题组与吉林大学董庆锋（Qingfeng Dong）课题组提出冰冻载流子钝化陷阱态的策略，通过牺牲被器件陷阱态俘获的少部分载流子，低温冰冻使其填充陷阱态，使得大量光生载流子平稳高效运输，降低器件缺陷对于载流子传输的干扰，促使甲胺铅碘（MAPbI₃）钙钛矿单晶探测器的能谱分辨率与稳定性再上一层楼。同时，作者研究了温度和辐照对器件性能的协同影响，发现在恶劣环境工作后的钙钛矿探测器具有快速自修复能力，可以恢复至初始性能。器件对镅源59.5 keV全能峰实现7.5％的能谱分辨精度，在空气中存放9个月仍能保持90％以上的探测灵敏度。

X-ray-ultraviolet–visible-near-infrared photoresponses realized in a lead-free hybrid perovskite ferroelectric through light-induced ferro-pyro-phototronic effect

Dongying Fu*, Yanli Ma, Shufang Wu, Lin Pan, Qi Wang, Ruifang Zhao, Xian-Ming Zhang*, Junhua Luo*

中国科学院福建物质结构研究所罗军华（Junhua Luo）研究员联合山西大学张献明（Xian-ming Zhang）教授提出了一种无铅的HP铁电(HAD)BiI5（HDA是己烷-1,6-二铵），具有较大的自发极化和增强光电流。通过铁-热释-光电子学（FPP）效应实现了X射线-紫外-可见-近红外光响应。基于无铅HP铁电体研究多种物理效应的耦合并提高器件性能具有重要意义。

Substance discrimination imaging derived from switchable soft and hard x-ray sensing in direct x-ray detector

Jingda Zhao, Xin Wang, Yuwei Li, Qi Cheng, Damian Chinedu Onwudiwe, Byung Seong Bae, Mehmet Ertuğrul, Ying Zhu, Wei Lei*, Xiaobao Xu*

东南大学雷威（Wei Lei）教授和徐晓宝（Xiaobao Xu）教授团队通过液相外延的方法生长制备了Au/MAPbI₃/MAPbBr₃/Au结构的异质结器件，实现了电压调控的直接型双能量通道X射线探测成像。在+5V偏压下，器件仅对硬X射线产生响应，而在–3V偏压下，器件则只探测软X射线信号，在传统强度信号上，增加一维能量信息，并通过引入衰减系数比值实现物质识别。

钙钛矿太阳能电池

Towards operation-stabilizing perovskite solar cells: Fundamental materials, device designs, and commercial applications

Jianfang Qin, Zhigang Che, Yifei Kang, Chenjing Liu, Dongdong Wu*, Haiying Yang, Xiaotian Hu*, Yan Zhan*

北京怀柔实验室占岩（Yan Zhan）博士、南昌大学胡笑添（Xiaotian Hu）教授，中国人民解放军总医院吴东东（Dongdong Wu）副主任医师团队着眼钙钛矿太阳能电池（PSCs）的稳定性问题，从材料和器件的角度系统分析了PSCs的失效规律。首先阐述了PSCs在工作压力下的主要降解途径和机制。然后总结了在基础材料、接口设计和器件封装方面提高长期耐久性的策略。同时，讨论了关键结果，以了解评估PSCs稳定性的局限性，并展示了其在室内光伏和可穿戴电子产品中的潜在应用。最后，提出了包括材料加工、薄膜形成、界面强化、结构设计和器件封装在内的有希望的建议，以提高PSCs的运行稳定性并促进其商业化。

In situ formation of pseudohalide anions induced by humid air and light passivates formamidinium-based halide perovskites

Jiselle Y. Ye, Ross A. Kerner*, Qi Jiang, Fengjiu Yang, Jonghee Yang, Mahshid Ahmadi, Steven P. Harvey, Kenneth X. Steirer, Darius Kuciauskas, Joseph J. Berry*, Kai Zhu*

美国国家可再生能源实验室朱凯（Kai Zhu）研究员/ Joseph J. Berry/ Ross A. Kerner团队研究了在潮湿空气和环境光照下，在混合Br/I的FA_0.7Cs_0.3宽禁带钙钛矿薄膜表面发生的反应，并处理形成含有O、OH和N基阴离子的表面层。优化的处理条件提高了光致发光量子产率，既降低了表面复合速度，又增加了散体载体的寿命。相应的钙钛矿太阳能电池也表现出更好的性能。该工作为无MA钙钛矿混合物的自修复或自钝化提供了新的策略，其中FA和碘化物的损伤可以被有利的反应副产物部分抵消。

Ionic liquid engineering enabled in-plane orientated 1D perovskite nanorods for efficient mixed-dimensional perovskite photovoltaics

Fei Wang, Dawei Duan, Kang Zhou, Y. Z. B. Xue, Xiao Liang, Xianfang Zhou, Chuangye Ge, Chao Zhou, Jin Xiang, Jiajie Zhu*, Quanyao Zhu, Haoran Lin, Yumeng Shi, Yonghua Chen*, Gang Li*, Hanlin Hu*

深职大霍夫曼先进材料研究院胡汉林（Hanlin Hu）&香港理工李刚（Gang Li）&南京工业陈永华（Yonghua Chen）&武汉理工朱泉峣（Quanyao Zhu）利用离子液体形成一维/三维钙钛矿薄膜。经CPMIMCl处理的钙钛矿太阳能电池（PSCs）表现出更高的光伏性能，功率转换效率(PCE)高达24.13%。得益于形成的一维钙钛矿的疏水性和缺陷抑制，相应的PSC显示了良好的长期稳定性，在25℃、50% RH条件下1000小时内保持了97.1%的原始PCE。本研究为利用低维工程优化光伏器件的性能和稳定性提供了一个创新的视角。

Self-healing polymers in rigid and flexible perovskite photovoltaics

Fang-Cheng Liang, Erdi Akman*, Sikandar Aftab*, Mustafa K. A. Mohammed, H. H. Hegazy, Xiujuan Zhang, Fei Zhang

在过去的10年里，钙钛矿太阳能电池（PSC）器件技术取得了显著的进步，效率也有了显著的提高。此外，重要的创新方法提高了PSC器件的热、光和湿度的稳定性。但psc的不稳定性仍然是其实现实际应用的重大问题。近年来，聚合物被提出用于解决psc的不稳定性问题和提高器件的光伏参数。土耳其-卡拉马诺格鲁梅赫梅特贝伊大学Erdi Akman联合韩国世宗大学Sikandar Aftab聚焦用于解决钙钛矿太阳能电池（PSCs）稳定性和器件性能问题的聚合物材料，首先介绍了自修复聚合物的基本化学键类型。然后，全面介绍了自修复聚合物在刚性和柔性psc中增强各种物理、机械和光电性能的能力。此外，作者为钙钛矿基自愈聚合物光电子技术提供了有价值的见解和创新的解决方案，为未来的光电应用提供了指导。

NaHCO₃-induced porous PbI₂ enabling efficient and stable perovskite solar cells

Yitian Du, Ying Wang, Jihuai Wu*, Qi Chen, Chunyan Deng, Ran Ji, Liuxue Sun, Lina Tan, Xia Chen, Yiming Xie, Yunfang Huang, Yana Vaynzof, Peng Gao, Weihai Sun*, Zhang Lan*

华侨大学吴季怀（JiHuai Wu）、兰章（Zhang Lan）和孙伟海（Weihai Sun）利用小苏打-碳酸氢钠（NaHCO³）诱导形成多孔PbI₂，利于FA⁺/MA⁺离子的渗透以及具有高结晶度和大晶粒微结构的钙钛矿薄膜的形成，改善了钙钛矿太阳能电池的能量排列，同时通过p掺杂提高了电导率，实现了具有24.0%的高效转换效率的钙钛矿太阳能电池。未封装的钙钛矿太阳能电池在环境空气（30%–40% 相对湿度）中储存2160小时后，可保持其原始效率的90%以上。

Bifunctional trifluorophenylacetic acid additive for stable and highly efficient flexible perovskite solar cell

Yang Cao, Jiangshan Feng*, Zhuo Xu, Lu Zhang, Junjie Lou, Yucheng Liu, Xiaodong Ren, Dong Yang*, Shengzhong (Frank) Liu*

陕西师范大学刘生忠（Shengzhong (Frank) Liu）教授团队联合中国科学院大连化学物理研究所杨栋（Dong Yang）研究员开发了一种使用双功能三氟苯乙酸（TFPA）获得高质量钙钛矿薄膜的修补策略。理论计算和实验表明，TFPA中的-COOH基团通过与钙钛矿晶粒表面的Pb簇结合，有效钝化钙钛矿的深能级缺陷，从而提高PSC的效率，并且TFPA中含氟的疏水苯基被暴露出来提高PSC的稳定性。采用TFPA的PSC的功率转换效率（PCE）从22.95%提高到24.56%。最重要的是，成功地使用 TFPA 制备了柔性 PSC，PCE 高达 22.65%。TFPA 器件在连续照射下10.5h保持初始效率MPP的93.22%，而没有TFPA的器件在相同条件下仅5小时就只保留82.22%的初始效率。同时，未封装的TFPA器件在空气中储存3912小时后仍保持着93.59%的初始效率。

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