背景技术

我国的半导体材料产业经过近半个世纪的努力发展，已经获得明显的发展，除基本满足国内市场的需求之外，甚至已经开始有一些材料逐步进入国际市场。但是仔细调查之后可以发现，我国半导体产业链的情况是，下游端的技术应用和市场开发能力较强，而处于上游端的创新设计和加工制造水平还是较弱；产业链中尤其凸显出来的一个关键问题则是材料研发的水平尚有待提高，这也是我国半导体产业发展当中亟需把握在手的“七寸”所在。因此，大力研发半导体材料，推动半导体产业以及电子技术的进步具有重大的现实意义。

纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路，必将彻底改变人们的生活方式。在组分和性能创新的半导体材料方面，世界各国也都投入了大量的研发力量，也获得了长足的进展。早在1999年，我国就研制成功了980nm的InGaAs带间量子级联激光器；2000年初，法国汤姆逊公司报道的单个半导体激光器的准连续输出功率超过10瓦；随着1993年GaN材料的P型掺杂突破，GaN基材料成为蓝绿光发光材料的研究热点，从而带来了以LED为代表的固态半导体照明的蓬勃发展；而最近，研究者通过利用钙钛矿结构的卤化铅基半导体，在新型太阳能电池研发方面不断取得突破，展现了巨大的开发潜力。

钙钛矿型有机-无机杂化材料很早就有报道，但近年来因其独特的结构组成和电子（能带）结构，尤其是在电子、光学、新能源方面表现优异已经成为研究热点。钙钛矿薄膜太阳能电池近两年脱颖而出，吸引了众多科研工作者的关注，还被《Science》评选为2013年十大科学突破之一（魏静，赵清，李恒，施成龙，田建军，曹国忠，俞大鹏，钙钛矿太阳能电池：光伏领域的新希望，中国科学：技术科学，2014年，44（8），801-821。）。因此，有机-无机杂化钙钛矿半导体材料由于其用于钙钛矿太阳能电池器件后获得了很高的转换效率也备受关注，目前钙钛矿太阳能电池器件的能量转换率已超25%，能量转化效率已经媲美硅基半导体，有望成为未来的可持续新能源。而很多金属卤化物有着高吸光系数，良好的光致发光性能，较高的载流子迁移率，从而使得有机-无机杂化钙钛矿化合物也同样具备良好的光学特征。尽管在钙钛矿太阳能电池和量子点发光器件领域研究人员的努力下，光降解问题尚没有得到很好地解决，但是诱人的前景正在不断地鼓励人们在钙钛矿半导体相关应用领域进行探索。当下，基于其它金属卤化物开发更稳定和毒性更小的钙钛矿材料作为潜在的光吸收剂，已经进入研究开发人员的视线并日益受到重视。

由此可见，新型半导体材料的涌现，往往同时带来光电子技术的革新。不过对于现今的技术应用需求，现有可供选择的半导体材料尚显不足，仍有很大的创新研发空间和需要。因此，开发新型廉价的新型组份的化合物半导体材料具有重大的国家战略意义和重要的实际应用价值。最近开始有研究的锑和铋等与碘的化合物，它们性质与铅相似，可作为杂化钙钛矿半导体材料的开发原料，也有零星开展钙钛矿太阳能电池等应用的报道。铋碘酸盐有机无机杂化具有丰富的化学结构，其杂化方式多变，在不同反应条件下可得到不同杂化方式的铋碘酸根，为有机-无机杂化钙钛矿半导体材料的研究提供了更多的可能性，也有望开发出新型廉价环保的类钙钛矿半导体材料，具有重大的实际应用价值。