在基于低維雜化的第14族金屬鹵化物鈣鈦礦的材料和器件的開發(fā)方面已經(jīng)取得了長足的進步。迄今為止，這項工作主要集中在含有劇毒的鉛的化合物上，非鉛材料發(fā)展較為緩慢。南洋理工大學(xué)Ze Xiang Shen Nripan Mathews，Jason England和印度理工學(xué)院印多爾分校Sudip Chakraborty等人深入研究了模板化陽離子對n = 1 2D碘化錫鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)的影響（其中n表示連續(xù)的二維（2D）無機層的數(shù)量，并將其作為光伏（PV）電池的光吸收層。
通過有機陽離子的系統(tǒng)調(diào)節(jié)發(fā)現(xiàn)，咪唑環(huán)能夠誘導(dǎo)形成（110）取向的材料，包括“ 3×3”波紋狀Sn-I鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)結(jié)果是咪唑環(huán)的兩個內(nèi)環(huán)N原子與Sn–I框架的超分子相互作用的組合。
所得材料的2D無機層之間的碘化物-碘化物（I···I）接觸間距極小，僅為4.174 ?，這是2D碘化錫鈣鈦礦中最短的距離。并加上咪唑部分的可極化性質(zhì)，使材料內(nèi)光生電荷的分離變得容易。ImEA[SnI4]的激子活化能為83meV。
基于2D錫基太陽能電池的入射光子電流和功率轉(zhuǎn)換效率分別高達70％和2.26％。這是純2D第14組金屬鹵化物鈣鈦礦的記錄效率值。這些值優(yōu)于相應(yīng)的鉛基鈣鈦礦的器件的性能。該研究表明2D Sn基材料作為其鉛替代物具有巨大的潛力。
Benny Febriansyah et al. Formation of Corrugated n = 1 2D Tin Iodide Perovskites and Their Use as Lead-Free Solar Absorbers，ACS Nano 2021
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c08204
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c08204
