锡基钙钛矿晶体与器件的研究进展

张淑艺1，2，3，刘庚灵4，王浩5，6，鲁跃7，姜显园7，李文焯7，刘聪8， 吕英波3，武中臣3，刘董1，3，陈耀1，3（1. 山东大学前沿交叉科学青岛研究院；2. 云南师范大学能源与环境科学学院；3. 山东大学空间科学与技术学院；4. 中山大学化学学院；5. 中国科学院上海光学精密机械研究所；6. 中国科学院大学材料科学与光电子研究中心；7. 上海科技大学物质科学与技术学院；8. 广西大学资源环境与材料学院）

摘要：随着全球对环境友好型光电材料需求的不断增长，锡基卤化物钙钛矿因环境友好及优异的光电性能，逐渐成为替代传统铅基钙钛矿的重要候选材料。尽管锡基钙钛矿在光吸收、载流子输运等方面展现出显著优势，但Sn2+极易氧化，加上快速结晶过程中容易形成晶格缺陷，使材料稳定性和器件性能受到较大影响。近年来，国内外研究者围绕锡基钙钛矿的晶体生长、缺陷调控及界面工程开展了大量系统性研究，提出了逆温结晶、降温结晶及高温熔融等多种合成技术，并借助多尺度表征手段，深入解析材料的微观结构、缺陷分布和界面特性。实验结果表明，通过合理优化生长参数和制备环境，可显著提高晶体质量、降低缺陷密度、改善载流子传输效率，从而推动锡基单晶在光电探测器、高灵敏度探测器、太阳能电池和场效应晶体管等器件中的应用。未来研究需聚焦单晶生长动力学、抗氧化策略及界面能级匹配的优化，以解决稳定性与可重复性问题，推动锡基钙钛矿的规模化应用。

关键词：锡钙钛矿；光电特性；单晶生长方法；锡钙钛矿太阳能电池；锡钙钛矿探测器；锡钙钛矿场效应管