近日，柔性电子（未来技术）学院黄维院士、秦天石教授、王芳芳副教授团队在钙钛矿太阳能电池领域取得了重要成果，以“Orientated crystallization of FA-based perovskite via hydrogen-bonded polymer network for efficient and stable solar cells”为题发表在国际权威期刊《自然•通讯》上。

FA基混合离子钙钛矿薄膜的结晶动力学调控是制备高效稳定钙钛矿太阳能电池的关键。作者通过使用多种原位表征技术，解析了钙钛矿薄膜在旋涂和退火过程中的中间相、成核和结晶过程，并成功设计一种多功能氟取代分子FTPA作为添加剂，以解决成膜过程中间相导致难以生成有序高结晶薄膜的问题。

分子设计以三苯胺为核心，在薄膜的体相和表面进行有效的空穴传输和能级调控；氟氧原子与钙钛矿相互作用抑制中间相产生，促进α-FAPbI₃的取向结晶；二乙醚基团作为增溶单元，促进分子和钙钛矿在旋涂和退火过程中的持续作用；此外，乙烯基团原位聚合后使得分子填充钙钛矿晶界形成氢键网络，有效稳定了α-FAPbI₃。基于FTPA的钙钛矿太阳能电池实现了24.10%的效率，电压1.182 V，电流24.43 mA cm⁻²，填充因子为83.45%；未封装器件在连续光照1000小时或在≈50%RH的空气环境中加速老化2000小时后，仍保持了其初始效率95%以上。这项工作有助于更深层次的理解混合离子钙钛矿制备过程中的结晶动力学机制及调控方法，为新型钙钛矿添加剂的分子设计提供了重要见解。

王芳芳副教授、秦天石教授、黄维院士为该论文的通讯作者，硕士生李慕白和孙日明为论文的共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36224-6

作者：柔性电子（未来技术）学院；审核：安众福