第一作者：黄河

通讯作者：黄河，L. Polavarapu

通讯单位：慕尼黑大学

研究亮点：

1. 利用钙钛矿的自发结晶，合成不同类型和形貌的钙钛矿纳米晶。

2. 合成简单迅速，并且可以大规模制备样品。

3. 利用原位荧光光谱初步分析可能的形成机理。

钙钛矿量子点合成关键问题

钙钛矿量子点的合成，是利用钙钛矿的最关键的一环，如何可控的大批量制备量子点，是一个值得探讨的问题，而且钙钛矿是如何形成的，对于优化合成，拓展不同类型的钙钛矿至关重要。

成果简介

有鉴于此，慕尼黑大学黄河和L. Polavarapu报道了具有普适性的钙钛矿纳米晶的合成，做到了多种形貌可调和大批量制备，并且对生长机理进行了初步分析。

图1. 合成方法示意图，以FA为例

要点1：简单和普适性合成策略

通过简单混合两种前驱物的配合物溶液，可以得到钙钛矿纳米晶。本文提供的方法通过将前驱物直接溶解在非极性溶剂中，反应终产物由两种前驱物溶液混合时自发地结晶产生。原则上，这种简便的合成方法可以很容易地应用于一系列ABX₃（其中A是一价阳离子，B是铅，X是卤离子）钙钛矿纳米晶。具体表征以及普适性的内容，请参看文章原文。

图2. 纳米片和纳米立方体形貌的FAPbI₃

要点2：原位PL光谱揭示钙钛矿纳米立方体结晶过程

通常情况下，大多数金属和半导体纳米晶的生长是由晶种或者模板控制的，而纳米晶的形状可以通过前体浓度，配体和反应温度来控制。为了进一步了解FAPbI₃钙钛矿纳米晶的生长，作者在比色皿中进行反应并在原位监测荧光光谱的变化。在混合前驱物后，两个尖锐的PL峰立即出现在~620 nm和~640nm处，表明反应进行的非常快，这两个PL峰分别对应于厚度为3和4层的纳米片。2 s后，640 nm处的PL峰红移至~660 nm，而620nm处的峰保持不变。此外，在对应于纳米立方体的最终产物的接下来的5秒内，出现680 nm处的新峰并且逐渐红移至730 nm。在这个阶段，在较短波长发光具有量子尺寸效应的纳米晶已经消失。由于极快的反应，作者难以表征中间粒子的形态。但是作者观测到了尺寸集中化的过程，如图中所示。

图3. 合成机理的初步探讨

小结

这项研究通过钙钛矿的自发结晶可简单和大批量合成不同类型的钙钛矿纳米晶，这将不仅打开了通过形貌控制钙钛矿的新途径，也为钙钛矿的优化合成和扩展应用提供普适性策略。

参考文献：

He Huang et al.Spontaneous Crystallization of Perovskite Nanocrystals in Nonpolar OrganicSolvents: A Versatile Approach for their Shape‐controlled Synthesis, Angew.Chem. Int. Ed, 2019.

DOI:10.1002/anie.201906862

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201906862