尽管已有大量研究聚焦于调控钙钛矿转化过程和顶部表面钝化，但对于两步法制备中残留碘化铅（PbI2）团簇的管理以及埋底界面的优化，仍缺乏深入探索。近日，中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将4-（三氟甲氧基）肉桂酸（TFOA）作为多功能添加剂引入PbI2前驱体溶液中，同步实现了对钙钛矿结晶行为的调控和体相/界面缺陷的有效钝化。相关成果发表在Chemical Engineering Journal上。
研究发现TFOA中的羧基和三氟甲氧基可与PbI2发生配位作用，不仅促进了均匀多孔PbI2薄膜的形成，还优化了钙钛矿的结晶过程，使其更完全地转化为钙钛矿相，并有效释放了薄膜内的晶格应力。TFOA在结晶过程中自发再分布，均匀分散于钙钛矿体相中，并部分富集于埋底界面，实现了对体相和界面缺陷的协同钝化。这种协同作用显著抑制了非辐射复合，并优化了能级匹配。经TFOA改性后，基于n-i-p结构的钙钛矿太阳能电池实现了26.02%的光电转换效率（PCE），且器件的迟滞效应显著降低。此外，得益于TFOA对缺陷的有效钝化和其疏水官能团（-CF3）的引入，改性器件在存储、热老化和连续光照条件下的稳定性均得到显著提升。
图1：（a-b）对照与目标钙钛矿薄膜的SEM图像；（c）XRD图谱；（d-e）钙钛矿的原位GIWAXS图谱；（f）中间相峰面积随时间演化图；（g-i）不同入射角下的GIWAXS图谱及二维图。
本研究提出了一种简单、高效的多功能添加剂策略，通过同时调控钙钛矿结晶过程、释放晶格应力以及钝化体相/界面缺陷，成功制备出高效率、高稳定性的钙钛矿太阳能电池。该策略为钙钛矿光伏材料的前驱体工程和添加剂分子设计提供了新的思路。
本研究的第一作者是中国科学院上海应用物理研究所博士生梁振烨，通讯作者为中国科学院上海高等研究院研究员李丽娜、工程师田晨、助理研究员冀晓霏及复旦大学教授杨迎国。该工作得到了中国科学院上海高等研究院二氧化碳光子科学建制化研究中心、国家自然科学基金、上海市科学技术委员会、中国科学院中央级科研事业单位改善科研条件专项-科研装备项目以及上海市市级科技重大专项的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175735
