在新能源与光电技术快速迭代的今天，一种曾被视为传统无机化合物的材料——碘化铅（PbI?），正以“钙钛矿太阳能电池核心前驱体”“柔性光电器件基石”“高压相变材料”等多重身份，成为科研界与产业界的焦点。其独特的物理化学性质，不仅推动着太阳能效率的突破，更在光催化、辐射防护、微纳电子等领域掀起技术革命。
一、钙钛矿太阳能电池：效率与成本的双重颠覆
作为钙钛矿电池（PSCs）的核心前驱体，碘化铅凭借多孔结构与高结晶性，成为构建高效光电转换层的关键。其作用机理如下：
晶体构建：与有机胺盐（如MAI）反应生成钙钛矿晶体（MAPbI?），形成ABX?型结构，实现可见光与近红外光的宽光谱吸收；
载流子优化：高载流子迁移率（达10 cm2/V·s）与低缺陷态密度，使电子-空穴对快速分离并传输至电极，减少复合损失；
钝化效应：过量碘化铅可填充晶界缺陷，抑制离子迁移，显著提升器件稳定性。
产业突破：
2023年，宁德时代公布“碘化铅制备方法”专利，通过优化含铅化合物与含碘化合物的加热分离工艺，生产出高结晶取向碘化铅，使钙钛矿电池效率突破25%，接近硅基电池水平，同时成本降低40%。2021年，北京大学团队将过量碘化铅引入前驱体，使电池稳定性提升3倍，寿命延长至1000小时以上。目前，武汉克米克、中山迪欣等企业已实现碘化铅规模化生产，年产能超千吨，支撑全球钙钛矿电池市场扩张。
二、高压相变材料：光电子性能的“压力调控”
中科院合肥物质院团队通过金刚石对顶砧（DAC）技术，揭示了碘化铅在高压下的半导体-半金属转变机制：
结构相变：压力达15 GPa时，碘化铅从层状结构转变为体心立方结构，带隙从2.3 eV闭合至0 eV；
光电增强：相变后，光电流响应范围从可见光拓展至1550 nm红外波段，效率提升5倍；
理论验证：第一性原理计算表明，高压下电子结构相变早于晶体结构相变，导致非金属-半金属的独特过渡状态。
应用前景：
该发现为设计宽波段响应的光电探测器、红外成像器件提供了新思路。基于碘化铅的高压相变材料，已应用于航天器辐射防护涂层，可抵御高能粒子冲击，延长设备寿命。
三、光催化与二氧化碳还原：绿色能源的“分子工厂”
同济大学团队通过3d过渡金属（Co2?/Ni2?）插层策略，构建了有机碘化铅光催化剂（TJU-40），实现CO?高选择性还原：
催化机理：层间过渡金属通过TM-O-Pb键参与能带前沿轨道构筑，促进光生电荷在Pb2?与Ni2?位点同步聚集；
性能突破：在模拟太阳光下，乙醇产率达31.4 μmol·g?1·h?1，选择性超90%，远超传统催化剂；
产业转化：该技术已与中石化合作，试点建设万吨级CO?催化制燃料装置，预计年减排CO? 50万吨。
四、柔性光电器件：微纳电子的“可弯曲基石”
基于碘化铅纳米片的二维半导体异质结，实现了柔性光电探测器的突破：
结构优势：超薄碘化铅（<10 nm）与过渡金属硫化物（如MoS?）复合，形成II型能带对齐，提升光吸收效率；
性能指标：弯曲半径1 mm时，光响应度保持率>95%，响应速度达纳秒级；
应用场景：已用于可穿戴设备、电子皮肤、柔性显示屏等领域，三星、华为等企业正推进量产。
订购：400-608-7598
来源：https://www.canspec.cn/
