Adv.Sci.:室温下钙钛矿晶体形成的光化学控制

铅卤钙钛矿兼具优异的光电性能与低成本、可规模化制备的优势，但其商业化仍受限于结晶动力学理解不足、缺乏可持续的材料加工方法，以及在制备蓝光发射和具有空间位阻阳离子的二维钙钛矿方面存在的挑战。

本文约翰·开普勒大学Stepan Demchyshyn和Martin Kaltenbrunner等人揭示了光对有机-无机钙钛矿前驱体溶液的作用，并提出一种光化学辅助结晶控制技术（PACCT）。该低能耗方法利用紫外光照调控反应动力学，实现在室温大气环境下对薄膜和柔性钙钛矿-聚合物复合材料中的晶体生长进行控制。该处理对结晶过程的影响表现为促进三维钙钛矿的生成或二维钙钛矿的生长。对于后者，该技术能够实现传统热方法难以制备的钙钛矿晶体生长，提供了一条实现蓝光发射的简便途径，所得薄膜在80%相对湿度下的光致发光稳定性超过1000小时。

针对两种反应路径，本文基于紫外诱导有机阳离子去质子化提出了相应的机理描述。这些结果共同提出了一种新的钙钛矿制备策略，并为其结晶动力学提供了新见解，为开发能耗更低的新一代光电材料提供了通用且可扩展的路径。

文章亮点：

1. UV光照实现室温结晶调控：提出PACCT技术，利用紫外光照在室温大气环境下调控钙钛矿结晶，无需加热即可实现高质量二维和三维钙钛矿的制备，能耗降低一个数量级。

2. 阳离子依赖性响应机制：UV诱导有机阳离子（如MBA、MA）去质子化，对大位阻阳离子（如MBA）促进结晶与发光，对小阳离子（如MA）则因胺挥发导致缺陷增多、发光减弱。

3. 可实现正负图案化与高稳定性：该技术可用于光刻图案化，分辨率达21微米，且所得二维钙钛矿薄膜在80%湿度下具有超过1000小时的PL稳定性，具备良好的应用前景。

M. Breitwieser, L. E. Lehner, J. Feigl, et al. “ Photochemical Control of Perovskite Crystal Formation at Room Temperature.” Adv. Sci. (2025): e22760.

https://doi.org/10.1002/advs.202522760

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