有機鈣鈦礦是一類具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)(ABX?)的有機-無機雜化材料，其A位點通常由有機陽離子如甲胺(MA?)、甲脒(FA?)占據(jù)，B位點為金屬離子(Pb2?/Sn2?)，X位點則是鹵素陰離子(I?/Br?/Cl?)。這種材料因其獨特的晶體結(jié)構(gòu)和光電特性，在太陽能電池、發(fā)光二極管等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。與傳統(tǒng)無機鈣鈦礦相比，有機組分賦予材料更好的溶液加工性和結(jié)構(gòu)可調(diào)性。

最典型的代表是甲基銨碘化鉛(CH?NH?PbI?)，其帶隙約1.55電子伏特，具有優(yōu)異的光吸收系數(shù)(超過10?cm?1)和長載流子擴散長度(超過1微米)。需要重點關(guān)注的是材料中的有機組分不僅影響晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還能調(diào)控載流子傳輸行為，特別是甲脒基鈣鈦礦(FAPbI?)展現(xiàn)出的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于甲胺基體系。

這類材料的制備多采用溶液法，通過調(diào)控前驅(qū)體比例(如PbI?與MAI的摩爾比)、退火溫度(通常90-150℃)等參數(shù)可獲得高質(zhì)量薄膜。值得注意的是，有機-無機界面的相互作用會導(dǎo)致獨特的激子行為，其激子結(jié)合能(約10-50meV)遠低于傳統(tǒng)有機半導(dǎo)體，這是實現(xiàn)高效光伏轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素之一。

在實際應(yīng)用中，有機鈣鈦礦面臨的主要挑戰(zhàn)是環(huán)境穩(wěn)定性問題，包括濕度敏感(易水解)、熱致相變(如α→δ相轉(zhuǎn)變)等。研究人員通過組分工程(如引入Cs?/Rb?混合陽離子)、界面修飾(如2D/3D異質(zhì)結(jié)構(gòu))等手段顯著提升了材料耐久性，目前最優(yōu)器件在85℃/85%RH條件下能維持80%初始效率超過1000小時。