甲基碘化铵
[CAS# 14965-49-2]

基本信息

• 产品分类: 医药中间体 >> 有机发光二极管材料中间体
• 产品名称: 甲基碘化铵
• 英文名: Methylammonium iodide
• 别名: Methylamine hydroiodide
• 分子式: CH₅N.HI
• 分子量: 158.97
• CAS 登录号: 14965-49-2
• EC 号码: 239-037-4
• 分子行输入简码SMILES: C[NH3+].[I-]

物理化学性质

• 熔点: 263-265 °C^*

^* Biltz, Heinrich

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H302-H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P270-P271-P280-P301+P317-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P330-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335

发现和应用

甲基碘化铵（CH₃NH₃I，通常缩写为MAI）是一种由甲基铵阳离子和碘阴离子组成的有机-无机盐。近年来，由于其在金属卤化物钙钛矿材料开发中的核心作用，该材料引起了广泛关注。金属卤化物钙钛矿材料已成为光伏和光电应用领域最有前景的半导体材料之一。

甲基碘化铵的历史与有机-无机杂化钙钛矿的探索密切相关。钙钛矿结构的概念早在19世纪就已为人所知，但直到20世纪末和21世纪初，研究人员才开始将甲基铵等有机阳离子掺入金属卤化物晶格中。甲基碘化铵最初被合成并研究作为制备铅卤化物钙钛矿（例如CH₃NH₃PbI₃）的前体盐。该化合物凭借其优异的光捕获性能、可调的带隙和相对简单的制备方法，成为太阳能电池领域的突破性材料。

甲基碘化铵通常通过甲胺与氢碘酸反应合成。所得盐通过重结晶纯化，得到结晶性吸湿性固体。其易于合成且在环境条件下稳定，使其成为大规模材料开发的实用前体。

甲基碘化铵最重要的应用在于其作为甲基碘化铅铵 (MAPbI₃) 和相关混合卤化物钙钛矿中的有机阳离子组分。这些钙钛矿化合物表现出强光吸收、长载流子扩散长度和高光致发光量子产率。在这些材料中引入甲基碘化铵，使得钙钛矿太阳能电池的效率迅速提升，从21世纪初的约3%上升到过去十年的25%以上。这一非凡的进展使甲基碘化铵基钙钛矿成为下一代光伏器件的领先候选材料。

除了太阳能电池之外，甲基碘化铵还用于开发基于钙钛矿薄膜的发光二极管 (LED)、光电探测器和激光器。在钙钛矿LED中，该材料能够在宽光谱范围内（包括可调的可见光和近红外区域）发射明亮高效的光。它在光电探测器中的作用与钙钛矿材料的高吸收系数和快速响应时间息息相关；而在激光应用中，它有助于实现高光增益和低阈值激光发射。

然而，使用甲基碘化铵也存在挑战。含有甲基铵阳离子的钙钛矿往往表现出热和湿气不稳定性，导致其在工作条件下性能下降。甲基铵阳离子的挥发性及其易分解为甲胺和碘化氢的特性降低了器件的长期稳定性。因此，研究越来越多地致力于用热稳定性更高的阳离子（例如甲脒 (FA⁺) 或无机铯 (Cs⁺)）取代甲基铵。尽管如此，甲基碘化铵仍然是钙钛矿研究中的关键化合物，作为基准材料，在该领域的发展历程中发挥着至关重要的作用。

总而言之，甲基碘化铵是一种简单却具有变革性的化学物质，其加入混合卤化物钙钛矿中，彻底改变了光伏和光电子技术的发展。它作为钙钛矿结构合适的有机阳离子的发现为高性能太阳能电池和相关设备奠定了基础，而它的局限性则推动了更稳定、更高效的钙钛矿系统设计方面的持续创新。

参考文献

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DOI: 10.1007/s43207-025-00529-7