综述：水影响钙钛矿材料：晶体转变、稳定性调控及应用

本综述系统探讨水在卤化物钙钛矿（Perovskite）材料中的作用机制与应用前景。文章详细解析微量水对晶体转化（如MAPbI3）、形貌调控及光学性能的积极影响，总结水参与提升材料稳定性的策略（如表面钝化），并展示其在发光二极管（LEDs）、太阳能电池（PSCs）及细胞成像等领域的创新应用。最终提出通过合理水处理可显著增强钙钛矿光电器件性能，为领域研究提供新视角。

　　

Abstract

卤化物钙钛矿材料（Halide Perovskites）因优异的光学特性与低成本溶液加工性，在光电子领域引发广泛关注。然而其离子晶体特性导致稳定性不足，尤其遇水易降解。近年研究发现，微量水可调控钙钛矿生长动力学并促进表面重建，为材料设计与性能提升提供新途径。本综述全面总结水影响钙钛矿材料的最新进展，涵盖晶体转变、形貌调控、光学性质优化、稳定性策略及多领域应用，最终展望未来挑战与方向。

水对晶体转变与形态调控的作用

水分子通过介入钙钛矿结晶过程，诱导晶体结构转变。例如，MAPbI₃在湿度环境中可形成水合物中间相（如PbI₂·H₂O），进而促进致密薄膜形成。微量水还能调节晶粒尺寸与取向，减少缺陷密度，提升载流子迁移率。研究显示，水辅助处理可使钙钛矿薄膜表面更平滑，晶界减少，从而增强光吸收与荧光量子产率（PLQY）。

水参与稳定性提升策略

水并非总是降解因子——可控水处理可显著增强钙钛矿材料的环境稳定性。例如，水诱导表面重建形成钝化层（如PbO或PbCO₃），抑制离子迁移与水分侵蚀。此外，水溶剂系统可替代有毒有机溶剂（如DMF），推动绿色制备工艺。团队开发的水退火、水蒸气后处理等方法，有效提高了钙钛矿太阳能电池（PSCs）的长期运行稳定性。

光电器件应用突破

水调控策略在多种光电器件中展现潜力。在钙钛矿发光二极管（PeLEDs）中，水处理提升薄膜均匀性与辐射复合效率，实现高外量子效率（EQE>20%）。在太阳能电池中，水辅助结晶优化界面接触，减少非辐射复合，推动认证效率突破25%。此外，水相合成的钙钛矿纳米晶（PNCs）具备优异生物相容性，被成功应用于细胞成像与生物传感，开辟了生物医学新方向。

挑战与展望

尽管水影响钙钛矿研究取得显著进展，仍面临机理不明确、工艺重复性差等挑战。未来需深入探索水-钙钛矿相互作用机制，开发精准水控技术，并拓展其在柔性电子、光催化等领域的应用。通过跨学科合作与工业化探索，水处理策略有望成为钙钛矿材料商业化的重要推手。