无铅无机卤化物钙钛矿在各种与能源有关的应用中引起了人们的兴趣，包括太阳能电池和光催化。然而，钙钛矿结构的材料为什么会表现出优异的光电性能，以及独特的晶体结构如何影响电荷行为仍未得到很好的阐明，但这是人们所希望的。近日，中科院大连化物所Can Li，Rengui Li等以无机卤化物钙钛矿Cs₃Bi₂Br₉为原型，揭示了引入银原子诱导Cs₃Bi₂Br₉向Cs₂AgBiBr₆的结构转变过程引起的光电性能的巨大差异。

本文要点：

1）结果表明，银的掺入导致协同的轨道杂交，这使Cs₂AgBiBr₆的导带和价带中的电子分布更加分散，消除了电子-空穴对强的局域化。

2）作者从实验上和理论上对电子结构变化带来的诸如带结构，激子结合能和电荷载流子动力学之类的光电特性发生的巨大变化进行了验证。

3）使用可见光下光催化析氢活性作为评估，与原始Cs₃Bi₂Br₉相比，Cs₂AgBiBr₆晶体结构的转变可将光催化性能提高100倍以上，从而证明了结构变化对性能的重大影响。

该工作的报道将为理解钙钛矿半导体在太阳能转换中的光电特性的起源提供证据。

Ming Shi, et al. Understanding the Effect of Crystalline Structural Transformation for Lead‐Free Inorganic Halide Perovskites. Adv. Mater., 2020

DOI: 10.1002/adma.202002137

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202002137