卤化铅钙钛矿材料是制备太阳能电池和发光二极管（LED）的重要材料之一，卤化铅钙钛矿等物质可用于开发廉价，高效，且亮度较大的大面积发光器件，并且具有可调发射波长（410 #8211; 700 nm），窄发射波长（12 - 25 nm），且光致发光量子效率（PLQYs）可以达到90%。

在实验中，使用卤化铅钙钛矿可以生产出色彩饱和度很高的蓝色、绿色和红色LED，由于其性能远远高于其他LED，故而被人越来越多的进行应用。

但是铅的毒性较大，容易损害人体，故而严重阻碍了卤化铅钙钛矿LED的开发，故寻找一种可以替代铅的元素成为了越来越多人关注的重要问题。

经过大量研究，人们发现Sn2 ，以及Bi3 ，Sb3 ，Cu ，Mn2 等阳离子可以替代钙钛矿中的铅离子。

但是目前由于无铅钙钛矿材料如锡基钙钛矿的结构与性能间关系尚不清晰，因此系统研究其材料与薄膜性能具有重要意义。

1.钙钛矿材料介绍 以铅为基础的钙钛矿材料具有出色的光学和光学性能以及电性能，其中包括合适的带隙，高光学吸收系数，低激子结合能，长电荷载流子寿命和非常高的电子空穴流动性能。

但是，铅元素的毒性是一个必须要考量的因素，因此，寻找其他元素来代替以铅元素为基础的钙钛矿材料是非常重要的。

卤化钙钛矿具有一个通式AMX3，A代表非键合的单价有机物或无机阳离子，M是八面体配位的二价金属阳离子，X则主要是卤素离子Cl-，Br-，I-等[5.6]，其中，选择合适的金属离子可以有效限制形成钙钛矿晶体结构的能力，进而达到可控。

为了选择有效的金属离子来合成钙钛矿材料，需要引入几何公差因子t，t的范围需要在0.8到1.0内，并且t由等式t =（rA rX）/√2（rM rX）定义，rA，rX，rM则分别是A，M，X所对应的离子半径，因此，合成钙钛矿材料的金属离子是有限的。

尽管有很多离子符合几何公差因子的范围，但是大量研究发现，某些元素例如Sn和Ge实际形成的钙钛矿结构可以制备成性能较好的钙钛矿器件，因为他们都满足离子大小和电荷平衡的先决条件[7-9]，但是由于Ge的化学稳定性较差，且Ge2 的溶解性也较差[7]，所以很难制备成溶液和薄膜，进而锡基钙钛矿成为了可以替代铅元素的选择。