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大量的自然环境问题使世界各地的人们越来越意识到我们目前所面临的前所未有的困难，如过度依赖传统化石燃料使大气受到了破坏等问题，因此我们需要一种可行的方法来创造高密度清洁能源。太阳能作为一种自由、可持续、易获取的能源，一直是吸引人们研究的热点。光电催化技术在环境保护和能源转化领域引起了广泛的关注，如有机污染物的降解、氢和氧的化合、利用太阳能降低CO等。而过去三年中，卤化物钙钛矿在太阳能电池中呈现的电荷传输能力，给予了研究的期望。通过考虑先前的观点和研究论文，传统的钙钛矿一直面临着四个主要缺点：1、一个大带隙只呈现紫外线吸收；2、高速率的载体重组导致催化活性下降；3、一个小面积限制了反应物吸附在表面和4.不满意的产品减少CO的选择性。本文综述了卤化钙钛矿光催化剂的结构、合成及理化性质。随后，讨论了混合钙钛矿在光催化能源和环境科学中的应用(图2)，接着是无机钙钛矿的发展和未来改性的展望。特别地，在材料构造，电子特性，载流子的产生，光吸收，和反应活性的背景下，综述了光催化废水处理，水分裂和CO转换使用混合钙钛矿。指出了有毒铅元素和不稳定性的潜在问题，需要进一步研究，将现有的知识提高到一个新的水平。最后，综述了近年来卤化钙钛矿在光催化能源利用方面的研究进展，并对今后的研究和创新进行了展望。近日，武汉理工大学的研究生陈鹏飞在厦门大学马来西亚分校的Wee-Jun Ong教授与武汉理工大学的李能教授指导下系统的总结了卤化物钙钛矿从基本性质(即合成和结构)到光驱动反应应用的进展，重点是晶体尺寸、毒性和稳定性。此外，还对卤化物钙钛矿从电子性质到催化机理进行了计算研究，并对当前的局限性提供了批判性见解，为该领域的进一步研究和发展奠定了基础，提供了良好展望。近日该成果以“Pb-Based Halide Perovskites: Recent Advances in Photo(electro) catalytic Applications and Looking Beyond”发表于期刊Advanced Functional Materials期刊上。https://onlinelibrary./doi/full/10.1002/adfm.201909667 
到目前为止，已经发表了大量优秀的综述，提供了无机钙钛矿光催化的详细前景，重点介绍了有前途的钙钛矿氧化物应用的最新进展及其在光催化反应中的改性。除此之外，卤代钙钛矿与光伏相关的能量转换已经引起了广泛的关注。
材料的性质在很大程度上取决于结构，这与合成方法有直接关系。本文钙钛矿的结构主要介绍无机物金属卤化物钙钛矿，有机-无机卤化物钙钛矿杂化(HOIPs)，零维(0 d)，一维(1 d)，二维(2 d)，无机-无机杂化卤化物钙钛矿(HIIHPs)，混合氧化物钙钛矿。
近年来，卤化钙钛矿光(电)催化研究发展迅速，如表1所示，从合成方法、反应条件到光催化活性等方面进行了综述。此外，表S1-S5总结了氧化钙钛矿在光催化水分解、水处理和CO转化方面的显著研究成果，旨在对钙钛矿领域进行全面总结。
对于计算研究，应初步确定合适的带隙确定计算方法。使用更先进的准粒子自洽GW (QSGW)近似方法，能带隙可以精确地确定为~1.7 eV，远远大于局部密度近似(LDA)方法的预测(图8a)。并且探讨了下列有关未来计算研究的事项:1.自旋轨道耦合(SOC)的关键作用。2.揭示有机群体的作用。3.阐明光催化反应机理的巨大潜力。4.双钙钛矿的复兴。
尽管近年来钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率有所提高，但其固有的光不稳定性极大地限制了其进一步的发展，特别是在大规模商业和中试工厂的应用中。对于tio2 /CHNHPbI PSCs，染料敏化太阳能电池中存在的光阳极材料tio2是导致其降解的原因。而提高钙钛矿在光照下的稳定性的关键是防止萃取出的电子引起钙钛矿的转变。因此，在TiO和CHNHPbI的界面引入SbS，显著提高了稳定性。
铅的毒性是实现卤化钙钛矿吸收剂的主要瓶颈。铅是一种强有力的人类和环境毒素。即使在极低的暴露条件下，它们也会导致严重的健康问题，包括神经损伤、肾功能衰竭和大脑发育受损。近年来，工程无铅卤化物钙钛矿已成为克服这些障碍的研究前沿。除此之外,一种无铅钙钛矿卤化物,(N-methylpyrrolidinium)SbClBr (x = 0 - 1)特性0 d perovskite-like SbX二八面体的集群,它显示了大铁电极化(5.2−7.6μC /厘米)、明显的半导体性能和带隙低的无机铁电BiFeO代表。
将钙钛矿改造成双型是形成三维无铅钙钛矿的一种可行策略。双钙钛矿结构是解决传统卤化铅钙钛矿毒性的有效方法。与CsPbBr相比，双钙钛矿CsAgBiBr显示出了较低的毒性，其纳米晶体显示出了作为高级光化学应用的有吸引力的候选者的巨大潜力。太阳能的光催化转化在废水处理、水分解和CO转化方面具有巨大的潜力。2近年来，包括HOIPs和HIIHPs在内的新型钙钛矿杂化光催化剂得到了广泛的研究。虽然许多综述都集中在综述常规钙钛矿和HIIHPs在太阳能电池上的应用研究进展，但目前对杂化钙钛矿的光催化性能和PEC性能的研究还不够深入。于是对卤化物钙钛矿材料提出了以下要求：1.从理论到实验筛选更多的结构。2.发展光伏技术。3.双钙钛矿的探测。4.开发串联系统。5.与单原子催化(SAC)杂交，改善光(电)催化性能。6.更多的研究在光催化领域减少CO和N的降解水中有机污染物的研究,从水中氢和氧的进化分裂。7.稳定性问题。8.结合实验和理论研究，对光(电)催化的基本原理和机理有批判性的见解。9.对材料的设计与合成应给予更多的关注。武汉理工大学生创新创业基地主任，武汉理工大学材料科学与工程学院优秀毕业研究生，国家二级心理咨询师，武汉学享优品科技有限公司与武汉学享教育科技有限公司总经理。硕士阶段在AFM与2D Mater.一作发表学术论文，目前主要从事创新与创业教育工作，指导学生发表论文10余篇，孵化创业公司10余家，心理咨询时长超500小时。曾受邀在武汉大学、武汉理工大学、华中科技大学等多所名校开进行经验分享交流。Wee-Jun Ong（王伟俊）教授目前在厦门大学马来西亚分校能源与化学工程学院任职。2019-2020年在劳伦斯·伯克利国家实验室(LBNL)，美国做访问教授。科研方向：光化学、电化学和光电化学的表面科学和催化基础研究在分解水、CO2还原和固氮以及新催化剂研制和开发方面的工作（氧化脱硫）。在Chem. Rev.、Angew. Chem.、Chem，发表70余篇论文，总引用8000多次, h-index为39, 20余篇论文入选ESI高被引用和热点论文。2019年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”。担任Frontiers inNanotechnology主编，Frontiers in Chemistry 和Beilstein Journal of Nanotechnology副主编,Materials Horizons、Langmuir和Nanotechnology期刊编委。官方网站：https://www./groups/wee-jun_ong武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室研究员。近年来在Chem (Cell子刊)、NPGComputational Materials (nature旗下刊物)、Energy & Environmental Science、ACS Nano、Nano Energy、Cement and Concrete Research、Materials Horizons、Applied Catalysis B:Environmental、J. Mater. Chem. A、Journal of American Ceramics Soiecty等权威期刊上发表学术SCI论文近60篇；其中4篇论文入选ESI高被引论文，1篇入选热点论文，封面论文2篇（JMCA, front cover；Materials Horizons, inside front cover），个人学术因子为22。近年在国际学术会议上做学术报告40余次，其中邀请报告30余次；主持和参与包括各项基金多项。先后受邀到英国剑桥大学、美国加州大学、澳大利亚莫纳什大学、韩国首尔大学等多个著名大学和研究机构访问和开展合作研究。
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