卤化物钙钛矿材料因其卓越的功率转换效率而受到光伏界的广泛关注，而且这种光伏材料有望在光电电化学(PEC)系统中得到应用，包括太阳能水分解。然而，它们在水性电解质介质中的稳定性非常差，并且它们会立即分解，这限制了它们在PEC系统中的使用。这些材料的不稳定性是在其成功应用于商业级能量转换系统之前必须解决的最重要的问题。大气中存在的氧气通常会阻碍吸收器导带中的光生电子，并变成超氧化物（O^2-），然后甲基铵(MA)阳离子在CH₃NH₃PbI₃中脱质子，导致物质分解为碘化铅和甲基胺。另一方面，即使在黑暗中，水分也会通过在晶体中插入水分子来分解材料，形成水合相。在大多数报告中，稳定性一词指的是在潮湿条件、氧气、光照或温度下的稳定性。

有鉴于此，印度理工学院马德拉斯分校的Aravind Kumar Chandiran等人，

设计制备了一种空位有序卤化物钙钛矿Cs₂PtI₆，它在环境（1年），水介质的极端酸性（pH 1），碱性（pH 13）和电化学还原条件下显示出非凡的稳定性。

本文要点

1）在电化学测量和光电子能谱的帮助下，提出了在酸性介质中观察到的各种氧化还原过程的机理，并成功地将这种材料用作析氢反应的电催化剂。研究了它们在各种pH和应用电位下的电化学氧化和光电氧化还原过程，并将它们分别作为电催化剂和光阳极用于制氢和水氧化。

2）在pH值为1的条件下，该催化剂在至少100次电化学循环和6小时的制氢过程中保持完好无损。Cs₂PtI₆被用作PEC水氧化的光阳极，在pH值为11时，该材料在模拟的AM1.5G光照下的光电流为0.8 mA cm^-2。使用恒定电压测量，发现Cs₂PtI₆表现出超过12小时的PEC稳定性，而没有性能损失。

3）据报道，这是唯一一种在极端pH条件下表现出显著稳定性的卤化物钙钛矿材料，同时也表现出非凡的电化学稳定性。所有关于PEC氧化/还原的报道都采用了多层保护层来避免卤化物钙钛矿的降解，而Cs₂PtI₆作为PEC水氧化催化剂而无需任何此类保护层。

参考文献：

Muhammed Hamdan et al. Air, Moisture, Extreme pH Stable Cs2PtI6 Halide Perovskite for Photoelectrochemical Solar Water Oxidation. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202000175

https://doi.org/10.1002/anie.202000175