近日，華南農業大學材料與能源學院潘振曉博士及合作者在鈣鈦礦量子點（奈米晶）的合成及光伏應用研究方面取得重要進展，成果相繼發表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie，IF: 12.9）和《先進功能材料》（Advanced Functional Materials，IF: 16.8）兩個化學材料頂級期刊上。

一、 抗氧化性草酸亞錫前驅物製備高穩定性非鉛鈣鈦礦（CsSnX3）奈米晶

目前全無機鈣鈦礦NC的研究主要集中在鉛基材料（CsPbX3，X = Cl，Br和I）上，但重金屬鉛的高毒性已經成為限制其商業應用的主要障礙。因此，採用環境友好型的Sn(II)替代Pb形成的CsSnX3 NC被認為是全無機鈣鈦礦NC中富有前景的替代材料。然而，目前文獻報道的CsSnX3 NC穩定性極差，嚴重製約該類材料的進一步開發利用。

潘振曉博士及合作者報道了一種製備穩定CsSnX3 NC的新方法。作者選用了Cs2CO3，NH4X (X為鹵素離子)，以及SnC2O4作為反應前驅物製備CsSnX3 NC。相比於採用SnX2的傳統方法，該合成方法可以方便實現鹵素和Sn投料比例自由調節，從而可以有效調控NC的光電性質。此外，作者創新性地採用了同時具有強抗氧化能力和配位能力的SnC2O4作為Sn(II)前驅物，有效抑制了Sn(II)的氧化，所製備出的CsSnX3穩定性得到了顯著提升。

這一研究成果由碩士生康翠婷作為第一作者，潘振曉博士作為唯一通訊作者發表在《Angewandte Chemie》。該工作是在課題組負責人鍾新華教授的大力指導下完成。

二、高效率CsPbI3鈣鈦礦量子點太陽電池

近年來，CsPbI3量子點太陽電池（QDSC）的研究得到了廣泛的關注。然而，該類電池的效率相比於體相鈣鈦礦太陽電池仍有較大差距，進一步提升電池效率是當前的主要任務。此外，提高CsPbI3 QD的穩定性也是該類材料面臨的一大挑戰。

碘空位缺陷態的存在是降低CsPbI3 QDSC效率的重要因素。潘振曉博士及合作者提出了一種陰陽離子協同強化的策略提高CsPbI3 QD的穩定性，同時減少QD的缺陷態密度。在CsPbI3 QD的合成過程中採用ZnI2作為新增劑，成功製備出了Zn摻雜、表面富碘的Zn:CsPbI3 QD。結果表明，Zn:CsPbI3 QD相比於原始CsPbI3 QD具有更高的熒光量子產率以及更好的穩定性，所製備的CsPbI3 QD薄膜中碘空位缺陷態顯著降低。最終，採用Zn:CsPbI3 QD將全無機QDSC的效率首次提高到了16%以上。

這一研究成果發表在《Advanced Functional Materials》上。該工作主要由博士生張林林，碩士生康翠婷和博士生張桂芝在鍾新華教授和潘振曉博士的指導下完成，同時得到了香港城市大學朱宗龍教授和Alex K.-Y. Jen教授的合作支援。

上述工作得到了國家自然科學基金（重點、面上、青年科學基金），廣州市科技計劃專案以及華南農業大學人才引進啟動專案的資助。

連結地址

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202011569

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202005930