新闻网讯（通讯员 牛广达）有机-无机杂化钙钛矿材料（MAPbX3, X = Cl, Br, I）由于具有合适的带隙、高消光系数、长的载流子扩散距离、双极性传输、良好的缺陷物理特性等特点，成为太阳能电池、电致发光、光电探测等领域的新兴材料。而目前报道的研究主要集中于含毒性的铅（Pb）基材料，且稳定性较差。这些问题极大程度上制约了其未来产业化的发展。探寻非铅且高稳定的钙钛矿材料成为该领域的研究重点和难点。

近年来，武汉光电国家实验室（筹）能源光电子功能实验室唐江教授课题组，一直致力于发展非铅、稳定的钙钛矿材料，并于近期取得了一系列重要进展。

为使钙钛矿量子点从真正意义上摆脱“铅依赖”，进一步拓宽钙钛矿量子点的研究方向，该课题组利用无毒的Bi元素取代Pb，生长出MA3Bi2Br9单晶，并通过紫外透射光谱、拉曼荧光光谱、XRD等表征深入分析该材料的结构、光学性质，以此为基础，采用配体辅助混合溶剂再沉淀法，在国际上首次成功合成出新型无毒的铋基（MA3Bi2Br9）钙钛矿量子点。通过温度和材料配比的调控，荧光量子产率达到12%，约为无毒Sb基钙钛矿量子点产率（0.14%）的100倍；通过组分调控策略，实现了量子点的发光波长从360nm至540nm范围连续可调。该研究工作表明，作为新型的发光材料，Bi基钙钛矿量子点拥有无毒、自吸收效应弱、光学性能良好、稳定性高等诸多的优越性能。该研究工作初步展示了Bi基钙钛矿量子点在发光显示领域中的潜在应用价值，并为新型半导体量子点材料制备及性能研究提供了新思路。本工作发表于Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201608160。

此外，该课题组还提出了解决钙钛矿稳定性的新思路。与多晶薄膜相比，其单晶形态钙钛矿由于晶界减少，有利于降低晶界复合导致的电流损失，而单晶MAPbI3纳米线材料则在此基础之上，具有一维方向的各向异性、良好的机械柔性等特点，适用于光电探测。但同时，纳米线本身带来的高比表面积将导致表面复合增加，也更容易遭到水和氧气等的腐蚀而分解。

为进一步发掘并提高钙钛矿纳米线在光电探测器方面的性能指标，同时解决其在稳定性等方面的缺陷，该课题组引入了油酸对纳米线表面进行包覆和钝化处理，隔绝水氧接触，从而显著提高了器件稳定性，同时成倍增加了光电流，器件响应度达到4.95 A/W，比探测率达到2×1013 Jones。并利用纳米线特有的各向异性，首次发现钙钛矿纳米线的偏振敏感特性，拓展了有机-无机杂化钙钛矿光电探测器的潜在应用。本工作发表于Nano Lett., 2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03119。

该研究工作得到了国家“”计划、国家自然科学基金（61274055）、国家重点基础研究发展计划（2016YFA0204000，YFB0700700）、发光学及应用国家重点实验室基金（SKLA-2016-08）等经费支持。

（本文转自华中大新闻网）