一种环保的合成路线：通过离子液体在低温下制备具有有序空位结构的双钙钛矿Cs2SnX6（X = Cl, Br, I）

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：An environmentally friendly synthesis route: Low-temperature preparation of vacancy-ordered double perovskites Cs2SnX6 (X = Cl, Br, I) via ionic liquid

无铅双钙钛矿材料通过离子液体与氨盐体系在低温常压下实现高效合成，兼具高结晶性、优异热稳定性和环境友好特性，并成功实现铋掺杂。

　　

摘要

无铅的、具有有序空位结构的双钙钛矿由于其环保特性和优异的性能，已成为光电子应用领域中极具前景的材料。然而，传统的合成方法通常依赖于有毒试剂和苛刻的条件，这限制了它们的大规模生产和实际应用。在这项研究中，我们提出了一种环保的合成路线，能够在低温和常压条件下制备出结晶度高、具有有序空位结构的双钙钛矿Cs₂SnX₆（X = Cl、Br、I）。该方法使用离子液体（如1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([Bmim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物([Bmim]Br)和1-丁基-3-甲基咪唑碘化物([Bmim]I)）作为溶剂，并结合饱和的卤化铵水溶液，替代了传统的氢卤酸或极性有机溶剂。实验和表征结果表明，Cs₂SnX₆（X = Cl、Br、I）具有高结晶度、明确的形态以及优异的热稳定性。这些改进归因于离子液体与钙钛矿前驱体之间的氢键相互作用。此外，离子液体和卤化铵盐提供的富卤环境有助于缺陷的钝化。该方法还适用于掺杂钙钛矿晶体的合成，例如成功制备出了光致发光量子效率为12.73%的Bi掺杂Cs₂SnCl₆晶体。本研究为合成高质量的双钙钛矿及其掺杂或合金化合物提供了一种新的策略。