本报讯（通讯员牛广达）近日，光电国家实验室能源光电子功能实验室唐江教授团队在钙钛矿材料光电器件研究方面取得系列进展，其成果相继发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）《纳米快报》（Nano Lett.）上。
有机-无机杂化钙钛矿材料由于具有合适的带隙、高消光系数、长的载流子扩散距离、双极性传输、良好的缺陷物理特性等特点，成为太阳能电池、电致发光、光电探测等领域的新兴材料。而目前报道的研究主要集中于含毒性的铅基材料，且稳定性较差。这些问题极大程度上制约了其未来产业化的发展。探寻非铅且高稳定的钙钛矿材料成为该领域的研究重点和难点。
近年来，唐江课题组一直致力于发展非铅、稳定的钙钛矿材料。为使钙钛矿量子点从真正意义上摆脱“铅依赖”，进一步拓宽钙钛矿量子点的研究方向，该课题组利用无毒的铋元素取代铅，生长出铋基单晶，并通过紫外透射光谱、拉曼荧光光谱、XRD等表征深入分析该材料的结构、光学性质，以此为基础，采用配体辅助混合溶剂再沉淀法，在国际上首次成功合成出新型无毒的铋基钙钛矿量子点。研究人员通过温度和材料配比的调控，荧光量子产率达到12%，约为无毒锑基钙钛矿量子点产率（0.14%）的100倍；通过组分调控策略，实现了量子点的发光波长从360nm至540nm范围连续可调。该研究工作表明，作为新型的发光材料，铋基钙钛矿量子点拥有无毒、自吸收效应弱、光学性能良好、稳定性高等诸多优越性能。该研究工作初步展示了铋基钙钛矿量子点在发光显示领域中的潜在应用价值，并为新型半导体量子点材料制备及性能研究提供了新思路。2016年10月28日，该工作发表于《德国应用化学》，论文题为《非铅、蓝光铋系钙钛矿量子点》（Lead-Free, Blue Emitting Bismuth Halide Perovskite Quantum Dots）
此外，该课题组还提出了解决钙钛矿稳定性的新思路。与多晶薄膜相比，其单晶形态钙钛矿由于晶界减少，有利于降低晶界复合导致的电流损失，而单晶MAPbI3纳米线材料则在此基础之上，具有一维方向的各向异性、良好的机械柔性等特点，适用于光电探测。但同时，纳米线本身带来的高比表面积将导致表面复合增加，也更容易遭到水和氧气等的腐蚀而分解。
为进一步发掘并提高钙钛矿纳米线在光电探测器方面的性能指标，同时解决其在稳定性等方面的缺陷，该课题组引入了油酸对纳米线表面进行包覆和钝化处理，隔绝水氧接触，从而显著提高了器件稳定性，同时成倍增加了光电流，器件响应度达到4.95 A/W，比探测率达到2×1013 Jones。研究人员利用纳米线特有的各向异性，首次发现钙钛矿纳米线的偏振敏感特性，拓展了有机-无机杂化钙钛矿光电探测器的潜在应用。2016年11月1日，该工作发表于《纳米快报》，论文题为《化学钝化甲胺铅碘单晶纳米线的可见光探测及偏振敏感特性研究》（Passivated Single-Crystalline CH3NH3PbI3 Nanowire Photodetector with High Detectivity and Polarization Sensitivity）。