鈣鈦礦是一種具有很強光-電轉換效率的材料結構,應用廣泛關注度高。鈣鈦礦(分子通式為 ABX3 的一類晶體材料),最早是 1839 年德國科學家 GustavRose 發現了元素組成為 CaTiO3 礦物,后來人們將具有這種晶體結構的物質統稱為鈣鈦礦。在鈣鈦礦八面體結構中,A 是較大的陽離子,B 是較小的陽離子,X 是陰離子,每個 A 離子被 B 和 X 離子一起構成的八面體所包圍。
光伏領域是鈣鈦礦結構材料的主要應用領域之一。鈣鈦礦結構可設計性強,具有非常好的光伏性能,是光伏近年來的熱門研究方向。在鈣鈦礦的 ABX3 結構中,A 是陽離子,如有機陽離子甲胺 CH3NH3+(MA+)、甲脒 NH2CH=NH2+(FA+)、金屬陽離子銫 Cs+、銣Rb+等;B 一般是二價金屬陽離子,如鉛離子 Pb2+、錫離子 Sn2+;X 一般是鹵素陰離子,常為氯離子 Cl-、溴離子 Br-、碘離子 I-等。
LED 領域是鈣鈦礦結構材料的另一重要應用領域,是下一代照明或顯示器 LED 的重要發展路徑。以鹵素鈣鈦礦材料作為有源區的鈣鈦礦發光二極管(PeLEDs)近年來發展迅速。在典型的 PeLEDs“三明治”結構中,鈣鈦礦層位于 n 型電子傳輸層(ETL)與p 型空穴傳輸層(HTL)之間。首支室溫 PeLEDs 于 2014 年問世,憑借發光光譜窄、色域廣、制備成本低、效率高等優點被作為下一代顯示和照明潛在應用技術之一,但由于高品質鈣鈦礦薄膜重復制備難度大、光輸出耦合效率低、鉛污染等問題仍待解決,目前距離商業化應用尚有一定的距離。