昆士兰大学王连洲团队《Adv. Mater.》：钙钛矿量子点的表面化学工程：策略、应用及展望

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近年来，胶体卤化铅钙钛矿量子点(Lead halide perovskite quantum dots) 因其具有块体薄膜材料难以企及的独特性质，例如近乎100%的荧光量子产率，发光峰窄且峰位不仅可通过量子限域效应调控，亦可通过卤素成分工程实现（400-800 nm），以及多激子效应等，在极短时间内引起国内外学者广泛关注。这些独特的性质使得其在多个领域如照明与显示、探测以及医学成像展现出极具潜力的应用前景。

作为钙钛矿量子点的重要部分，其表面在调控光电性质和稳定性方面起着决定性作用。一方面，钙钛矿量子点本征上是离子型晶体；另一方面，其表面配体与量子点内核的键合力较弱，在合成和清洗过程中极易脱落，且导电性通常较差。近期，基于钙钛矿量子点的光伏及其他光电器件如发光二极管等的重要进展主要得益于其表面化学方面的突破。尽管如此，钙钛矿量子点表面化学方面目前仍有许多悬而未决的问题，严重制约其结构稳定性，是进一步提高其光电性质并推动实际应用的关键挑战。

鉴于此，昆士兰大学王连洲团队的白杨博士及陈鹏博士等在《Advanced Materials》期刊上发表了题为“Surface Chemistry Engineering of Perovskite Quantum Dots: Strategies, Applications, and Perspectives”的综述论文（DOI：10.1002/adma.202105958）。基于对表面原子结构和表面缺陷形成机理的理解，该文详细介绍了在钙钛矿量子点领域的表面化学工程策略，主要包括先进胶体合成工艺、原位表面钝化、液相或固相配体交换。通过对钙钛矿量子点表面配体的合理优化策略的讨论，该文总结了钙钛矿量子点在太阳能电池、发光二极管、光电探测器、X射线探测器、太阳能聚光器等光电领域近期所取得的快速进展。同时，鉴于钙钛矿量子点光电器件在性能、稳定性和扩大化生产方面的不足，该文讨论了该领域潜在的研究课题以及发展趋势，并强调了进一步优化钙钛矿量子点表面化学工程策略在其未来产业化道路上发挥的重要作用。

图1.钙钛矿量子点的光电性能、主要合成工艺、以及表面配体类型。

图2.钙钛矿量子点表面化学工程在太阳能电池、发光二极管、X射线探测器以及太阳聚光器上的应用。

图3.钙钛矿表面化学工程在光电领域的应用以及未来发展前景。

Y. Bai, M. Hao, S. Ding, P. Chen, L. Wang, Adv. Mater., 2021, 2105958.

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202105958

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