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卤化物钙钛矿：从材料到光电器件
近十年来，卤化物钙钛矿得到了广泛的研究，部分原因是钙钛矿基太阳能电池的能量转换效率得到了前所未有的快速提高。除了太阳能电池之外，基于钙钛矿的光电器件如光电探测器和发光器件也已展示出令人印象深刻的性能，这得益于大的吸收系数、可调的带隙、缺陷容忍度和长的载流子扩散长度。尽管这些领域已经取得了重大进展，但是包括长期稳定性和铅的毒性在内的一些挑战极大地限制了它们的商业化。人们已经付出了巨大的努力，从光物理的基本理解、材料工程和性能优化等方面来解决这些长期存在的问题。本期特刊以“卤化物钙钛矿：从材料到光电器件”为主题，包括一条评论、四篇综述和五篇原创研究文章，涵盖了所有提到的主题。在本期特刊中，熊等人。来自新加坡南洋理工大学的李建军等 [1] 深入评述了基于钙钛矿的激子极化玻色-爱因斯坦凝聚态的研究现状和未来的研究方向。Koleilat 等 [2] 详细总结了维度工程包括形态工程和分子工程如何影响它们的带隙、结合能和载流子迁移率，从而影响光电探测器和太阳能电池的性能。李等 [3] 综述了二维钙钛矿中自陷激子的研究进程，包括自陷激子的起源，如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。唐等 [4] 详细评述了自陷激子在钙钛矿中的研究进展，包括自陷激子的起源，如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。 [4] 收集了钙钛矿基发光二极管的外量子效率、亮度和稳定性状态等性能矩阵，向读者简要而全面地介绍了该领域。陈等 [5] 总结了下一代硅基串联太阳能电池的可能顶部电池，并进一步提出了有希望的候选顶部电池。梅等 [6] 通过一种简单的一步滴涂法探索了前体浓度如何影响可印刷无空穴导体介观钙钛矿太阳能电池的性能；游等 [7] 通过使用无掺杂聚合物聚（3-己基噻吩-2,5-二基）（P3HT）作为空穴传输层，研究了无机钙钛矿太阳能电池的性能和热稳定性。钟等[8] 采用刮刀涂布法制备宽带隙甲脒溴化铅薄膜，并研究表面活性剂种类对基于所制备薄膜的太阳能电池性能的影响。魏等。[9] 展示了如何通过复合工程制造高效的钙钛矿基发光二极管。Mu 等人 [10] 提出了一种电晕调制装置结构，以在电子束激发下实现钙钛矿量子点中的随机激光发射。本期特刊中出现的十篇文章仅涵盖了这个快速发展的钙钛矿社区最新进展的一小部分。我们希望本期特刊能为卤化物钙钛矿社区提供有用的参考，并激发这些研究领域的更多研究。
铅卤化钙钛矿纳米晶体：室温……
这是以下文章的同行评审版本：Brown, A. A. M., Damodaran, B., Jiang, L., Tey, J. N., Pu, S. H., Mathews, N. & Mhaisalkar, S. G. (2020). Lead halide perovskite nanocrystals : roomtemperature syntheses towards commercial viability. Advanced Energy Materials, 10(34), 2001349‑. https://dx.doi.org/10.1002/aenm.202001349，最终版本已发布于 https://doi.org/10.1002/aenm.202001349。本文可用于非商业用途，符合 Wiley 自存档版本使用条款和条件。
采用一维 MAPbI3 微棒的金属卤化物光电探测器
光电探测器是指能够将入射光转换为电信号的光电子器件，是环境监测、消防和安全、光通信、太空探索和视频成像等多个领域的重要功能元件[1，2]。光电探测器采用了不同类型的半导体材料，例如GaN、InGaAs、Si、ZnO、碳纳米管、共轭聚合物和量子点[3]。基于这些材料的器件需要复杂而昂贵的制造成本和机械刚性。在过去的十年中，金属卤化物钙钛矿材料因其在光伏和光电子器件中的广泛应用而引起了研究人员的极大兴趣[4]。由于其突出的高性能、低成本和溶液可加工性，这类材料已经成为未来大量光伏和光电子器件的潜在候选材料[5]。在众多可用的金属卤化物中，甲基铵碘化铅 (MAPbI 3 ) 已被广泛研究用于光伏和光传感应用 [ 6 ]。事实上，钙钛矿材料在光伏器件中已经实现了显著的效率，但这些太阳能电池
对卤化物钙棍的孤对动力学的新观点
卤化物钙钛矿构成了新兴材料类别的基础，用于在可再生和可持续应用中进行广泛应用，包括光催化和太阳能收集。这些材料具有有益的光物理特性，包括适合太阳能收集的带镜和有效的电荷筛选，这些筛选是有效的电荷载体分离和对缺陷的阻力的基础。对于有机 - 无机杂化钙化物，这些益处被认为是由于偶极分子阳离子而产生的，这些阳离子可以响应带电的颗粒和缺陷而重新定向。在这项工作中，我们为无机金属卤化物钙钛矿提供了类似的观点，这些卤化物钙质不包含带有永久偶极子的分子物种。我们讨论了孤对电子如何导致与传统分子塑料晶体和杂化钙钛矿相比表现出动力学的偶极离子。我们认为，使用第一原理模拟和同步加速器散射的这些电子塑料晶体运动可以进一步理解对金属卤化物perovskites的光物理特性的基本理解，并为高级功能材料的设计提供了信息。
将卤化物钙蛋白酶与不同材料
Righetto，M.，Meggiolaro，D.，Rizzo，A.，Sorrentino，R.，He，Z.，Meneghesso，G.，。 。 。 Lamberti，F。（2020）。 将卤化物钙钛矿与不同的材料耦合：从掺杂到纳米复合材料，超越光伏。 材料科学的进展，110，100639-。 doi：10.1016/j.pmatsci.2020.100639Righetto，M.，Meggiolaro，D.，Rizzo，A.，Sorrentino，R.，He，Z.，Meneghesso，G.，。。。Lamberti，F。（2020）。 将卤化物钙钛矿与不同的材料耦合：从掺杂到纳米复合材料，超越光伏。 材料科学的进展，110，100639-。 doi：10.1016/j.pmatsci.2020.100639Lamberti，F。（2020）。将卤化物钙钛矿与不同的材料耦合：从掺杂到纳米复合材料，超越光伏。材料科学的进展，110，100639-。doi：10.1016/j.pmatsci.2020.100639
立方卤化物钙钛矿的多晶性质
许多常见的晶体结构可以用单个（或极少数）重复的结构模式（“单态结构”）来描述，例如立方卤化物钙钛矿中的八面体。有趣的是，最近积累的证据表明，基于这种从 X 射线衍射获得的宏观平均单态立方（Pm-3m）卤化物钙钛矿的电子结构计算与实验结果存在有趣的偏差。这些偏差包括系统性地太小的带隙、由电子主导的介电常数、合金的负混合焓以及与测量的对分布函数的显著偏差。我们在此表明，通过密度泛函理论最小化系统 T = 0 内部能量会揭示不同低对称局部模式的分布，包括倾斜、旋转和 B 原子位移（“多态网络”）。只有当允许大于最小晶胞尺寸且不几何排除低对称模式时，才会发现这种情况。随着（超）晶胞尺寸的增加，能量相对于单晶胞会降低，在包含约 32 个公式单位（⩾ 160 个原子）后稳定下来。作为无熵内部能量的非热能最小化的结果，这组相关的位移必须代表底层化学键合（孤对键合）所偏好的固有几何形状，因此其起源与分子动力学建模的正常动态热无序不同。事实上，多晶网络，而不是单晶拟设，是高温热扰动发展的核心结构。新出现的物理图像是多晶网络具有高对称性的平均结构，但局部结构基序具有低对称性。我们发现，与单晶网络相比，多晶网络的预测总能量明显较低、带隙较大、介电常数以离子为主，并且与观察到的对分布函数更为吻合。类似的多态情况见于一些立方氧化物钙钛矿的顺电相中，其中局部极化在卤化物钙钛矿中起局部位移的作用；也见于一些 3 d 氧化物的顺磁相中，其中局部自旋配置起着作用。
二维有机卤化物钙钛矿中的激子
分层的钙钛矿是杂化2D材料，它是通过有机铵阳离子层分隔的无机铅卤化物网络的自组装形成的。在这些天然量子孔结构中，量子和介电结构导致强烈依赖于材料组成的激烈的激子状态。在本文中，我们回顾了对分层钙钛矿中激子光体物理学的当前理解，并强调了对其激子特性进行调整的许多方式。特别是，我们专注于激子动力学与晶格运动和软性杂种晶格的局部变形的耦合。这些效果导致了复杂的激发状态动力学，为光电材料设计设计了新的机会，并探索了量子固定系统中基本光物理学的探索。
金属卤化物钙壶中的应变化学梯度和极化1
分析了两个基于Algan的深紫外线（DUV）发光二极管（LED）的电流 - 电压（IV）特性，这些发光二极管（LED）分析了开放核螺纹位错的密度不同（Nanopipes）。模拟了一个三二极管电路，以模拟DUV LED的IV特性，但只能准确地对较低的泄漏电流（较低的Nanopipe密度DUV-LED）建模。发现，尽管纳米管以前被确定为固有的N型，但这些结构中的纳米管的电流泄漏仍在纠正。使用缺陷敏感的蚀刻，揭示了纳米管在DUV-LED的P型GAN上限层中终止。修改了电路模型，以说明N型纳米管和P型GAN之间的另一个P-N连接，并实现了漏水DUV LED的IV特征的极好拟合。
金属卤化物钙钛矿用于生成，操纵和检测光
17 Tailoring the spontaneous emission of nanocube perovskites 475 Hamid Pashaei-Adl, Setatira Gorji, and Guillermo Mun˜oz Matutano 17.1 Introduction 475 17.2 Perovskite nanocrystals: Synthesis, size and shape control, quantum confinement 476 17.3 Spontaneous emission by single perovskite nanocrystals 482 17.4工程自发发射速率：带有纤维腔模式和双曲线超材料的purcell效应487 17.5 perovskite SuperCrystals中相干自发发射494 17.6摘要497参考497