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铅卤化物钙钛矿ABX3晶体薄膜量子点
铅卤化物钙钛矿量子点
卤化钙钛矿已被广泛研究为太阳能电池应用的活性材料。基于钙钛矿的太阳能电池较近达到了创纪录的25.5％的效率，使它们与其他成熟的光伏技术相提并论。
钙钛矿因其直接带隙（Eg=1.5–1.6eV），长的载流子扩散长度和高的载流子迁移率而被认为是太阳能电池的优良材料。卤化钙钛矿的胶体纳米晶体（QDs）在相稳定性和带隙可调性方面都具有其他优势。钙钛矿通常也被认为是“耐缺陷的”，这意味着它们的固有缺陷不会充当电子/空穴陷阱的状态。
在常规的II–VI，III–V和IV–VI半导体QD中没有观察到这种有利的特性，这使得钙钛矿QD在其固有的低陷阱密度方面独树一帜。这种低密度的缺陷使配体或较宽的带隙材料对电子表面的钝化要求降低了。
虽然胶态钙钛矿QD与它们的大体积同类物相比，在室温下表现出显着增强的相稳定性，关于它们的降解机理尚不清楚。
实际上，卤化钙钛矿和基于其的光伏器件的长期稳定性，特别是在运行中，已成为钙钛矿研究界面临的较紧迫的问题。许多因素导致钙钛矿材料的降解，例如暴露于较高温度，光照，氧化环境中，尤其是在潮湿环境中。
钙钛矿量子点（PeQDs）具有一般的ABX3化学计量，由角共享[BX6]-八面体的骨架组成，立方八面体空隙被A阳离子占据，如图8a所示。有机-无机（混合）卤化物钙钛矿具有以下成分：单价A-阳离子为甲基铵（MA），甲ami（FA）或胍（GA）；二价B-阳离子主要是铅（Pb），但也可以是锡（Sn）或锗（Ge）；X阴离子是氯，溴，碘或它们的组合。全无机卤化物钙钛矿的区别在于它们的A阳离子为铯（Cs）或rub（Rb）。
a）角共享八面体与空隙填充（在）有机阳离子中制成的卤化钙钛矿的ABX3晶体结构示意图。b）CsPbI3晶体的热力学相变：吸收力强的黑色α-相是光伏应用的较佳相变温度，其转变温度为°C。在较低的温度下，立方对称性被破坏，即使膜的外观仍为黑色，钙钛矿晶胞也会变形，并命名为β相和γ相。下一个相δ相在25°C时转变，其外观为黄色。
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