近日，材料与能源学院张文华研究员，联合云南师范大学杨驰、中国科学院高兴宇、西北工业大学陈睿豪等科研人员，在钙钛矿太阳能电池的缺陷钝化与器件性能提升领域取得了重要进展。相关研究成果以“Molecular Integration of Lewis Bases for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells”为题，发表于国际能源领域著名期刊Energy & Environmental Science （影响因子32.4）。

功能分子的精心设计在钝化钙钛矿材料中的缺陷以及制备高性能钙钛矿太阳能电池方面具有至关重要的意义。然而，当前在钝化分子的系统化设计与合理筛选领域，仍然缺乏一种简单且通用的方法。鉴于此，本研究团队提出一种分子拼接策略的方法，用以设计新型的路易斯易斯碱分子——二甲基丙酮基膦酸酯（DMAPA）。该分子巧妙地整合了先前报道的路易斯碱分子丙酮（ACT）和磷酸三甲酯（TP）的功能基团。实验表明，相较于ACT 和TP 配体，DMAPA 分子与钙钛矿晶体之间展现出更强的相互作用，从而能够更加显著地降低陷阱态以及提升器件性能方面。借助原位掠入射广角X 射线散射（GIWAXS）与光致发光（PL）表征技术，该工作揭示了DMAPA 分子能够调控卤化物钙钛矿的结晶动力学过程，加速中间相向钙钛矿黑色相的转变。最终，基于DMAPA的反式钙钛矿太阳能电池实现了25.59% 的光电转换效率，并展现出优异的稳定性。本研究提出了一种简单而高效的方法实现了钝化分子的创新设计，有效地拓展了钝化剂的选择范围，为解决钙钛矿太阳能电池中与缺陷钝化相关的共性难题提供了新思路。

云南大学材料与能源学院青年教师吕银花为该论文的第一作者。

该研究成果得到了国家自然科学基金、云南省“兴滇英才支持计划”项目、云南省基础研究项目、云南省重点研发项目、西南联合研究生院科技专项、云南大学“双一流”学科建设项目的支持，以及国家光电子能源材料国际联合研究中心、云南省微纳材料与技术重点实验室、云南省碳中和绿色低碳技术重点实验室、云南大学电镜中心、云南大学现代分析测试中心等研究平台的支持。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee00383k

来源：材料与能源学院

编辑：张懿淼 责任编辑：李哲