陈曦&解荣军：顶刊综述！钙钛矿材料的传感研究和应用

金属卤化物钙钛矿（MHPs）材料近年来在光伏和光电领域所取得的巨大成功离不开其独特的光电子特性，如载流子扩散长度长/迁移率高、光吸收范围宽、缺陷容忍度和荧光量子产率高、带隙和发射精确可调等特点。这些优良的光电特性在传感领域也同样备受关注。在可控的范围内，MHPs的光学及光电性质易受光、氧、水、热等外界条件的影响恰好能够被转化为高灵敏传感的优势。目前，与MHPs的合成、稳定性提升策略及太阳能电池、光电二极管、催化等应用相关的综述已不断被报道，而在MHPs的传感研究及应用方面的总结归纳仍然紧缺。因此，探讨当前MHPs在传感领域的发展状况以及尚存的挑战对引导该领域的发展具有重要的意义。

       鉴于此，厦门大学陈曦、解荣军教授课题组较为全面地总结和讨论了近年来MHPs材料在光致发光（PL）、光电化学发光（PEC）、电化学发光（ECL）和化学阻抗（CR）四个方面的传感研究和应用。当前基于PL的传感应用主要利用了离子交换、改变晶体结构、依赖缺陷忍受及缺陷钝化、能量转移及电子转移、热猝灭和闪烁体性质等策略。

图1.MHPs在PL, PEC, ECL和CR方面的传感应用示意图

基于PEC的传感则围绕着MHPs的宽吸收截面有利于信号放大、分子印迹聚合物功能化提高传感性能以及MHPs在电离辐射（X射线和γ射线）传感的优势（重元素对电离辐射的强阻留能力、高载流子迁移率与寿命乘积、高的体相电阻率）展开。在ECL方面，可通过电子注入引起ECL增强和阻断电荷传输导致ECL猝灭的两种策略构建ECL传感体系。基于CR的传感主要利用了环境气体分子易于改变MHPs的n-掺杂和p-掺杂水平致使MHPs的导电性提升的策略得以实现（图1）。

       作者最后讨论了MHPs在传感应用中面临的挑战，指出仍需继续发展提高MHPs稳定性的方法，在设计传感体系时需要在稳定性与传感灵敏度之间做好权衡，传感机理需通过更全面性质考察与验证得出等。

        Yipeng Huang, YufengFeng, Feiming Li, Fangyuan Lin, Yiru Wang, Xi Chen, Rongjun Xie. Sensing studiesand applications based on metal halide perovskite materials: Current advancesand future perspectives. Trends in Analytical Chemistry, DOI: 10.1016/j.trac.2020.116127.