合金化铅/锡（Pb/Sn）卤化物钙钛矿由于其广泛可调的吸收边缘，在串联太阳能电池和其他光电器件的发展中受到了极大的关注。为了更好地了解Pb/Sn钙钛矿的有趣性质，例如它们的反常带隙对化学计量的依赖性，加深对它们的化学行为和局部结构的理解是很重要的。西北大学H Mercouri G. Kanatzidis使用丁基铵（BA）和3-（氨基甲基）吡啶鎓（3AMPY）作为间隔阳离子，通过溶液法研究了一系列二维Ruddlesden–Popper（RP）和Dion–Jacobson（DJ）相合金化Pb/Sn溴化物钙钛矿：（BA）2（MA）n−1PbxSn_n–xBr_3n+1（n=1-3）和（3AMPY）（MA）_n−1Pb_xMn_n–xBr_3n+1（n=1–3）。

本文要点

（1）研究结果表明，通过单晶X射线衍射测定，Pb/Sn原子的比例和位置偏好受到层厚度（n）和间隔阳离子（A′）的影响。

（2）固态1H、119Sn和207Pb NMR光谱分析表明，Pb原子更喜欢n=3的外层：（BA）₂（MA）Pb_xSn_n–xBr₁₀和（3AMPY）（MA）Pb_xSn_n-xBr₁₀。

（3）与RP类似物相比，层状2D DJ合金Pb/Sn溴化物钙钛矿（3AMPY）（MA）_n−1Pb_xSn_n–xBr_3n+1（n=1–3）表现出更窄的光学带隙、更低的能量PL发射峰和更长的载流子寿命。密度泛函理论计算表明，n=1化合物的富Pb合金（Pb:Sn～4:1）在热力学上优于50:50（Pb:Sn~1:1）的成分。从掠入射广角X射线散射（GIWAXS）中，研究可看到RP相的薄膜平行于衬底取向，而对于DJ情况，观察到相对于衬底的随机取向。

Ping Fu, et al. Chemical Behavior and Local Structure of the Ruddlesden–Popper and Dion–Jacobson Alloyed Pb/Sn Bromide 2D Perovskites. JACS. 2023

DOI：10.1021/jacs.3c03997

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c03997