日前，中国迷信技术大学徐集贤团队揭示了空气情景中制备钙钛矿的矿太空气进化机理以及“全历程晃动剂”妄想原则，实现为了老例空气情景中（25-30℃，阳电相对于湿度30-50%）一步法制备功能p-i-n反式钙钛矿电池的情景突破。2月26日，制备相干成果以“Inhibition of halide oxidation and deprotonation of organic cations with dimethyla妹妹onium formate for air-processed p-i-n perovskite solar cells”为题宣告在宣告在学术期刊《Nature Energy》上（DOI:10.1038/s41560-024-01471-4）。获妨

近些年来，碍往金属卤化物钙钛矿太阳电池的事迷能量转换功能妨碍迅速，其稳态认证功能曾经超过26.1%（此前由中国科大徐集贤团队当先发现）。信网可是钙钛，当初这些功能器件需要在惰性气氛内制备（比喻氮气手套箱），矿太空气间接转移到空气中制备的阳电器件功能以及晃动性都大幅进化，这限度了其大规模斲丧以及实际运用。情景团队的制备试验发现，钙钛矿薄膜的获妨空气制备履历了“全历程”进化，包罗先驱体溶液在水氧情景以及加热条件下的快捷蜕变进化，主要机制为卤素氧化以及有机阳离子的去质子化;空气中结晶历程水协浸染诱导的破损性相变以及弱点的少许增殖，特意是在钙钛矿/电子传输界面特意产生的少许p型弱点对于的载流子输运十分倒楣，这使患上在空气情景中制作功能晃动的p-i-n器件相对于n-i-p器件更具挑战性。

针对于以上成果，中国科大徐集贤传授团队分解了一种离子液体型的“全历程”晃动剂——甲酸二甲基胺（DMAFo）。DMAFo的复原浸染以及它与钙钛矿前体的配位键以及氢键（图1.a-d）抑制了有机阳离子的去质子化以及卤素离子的氧化，使钙钛矿溶液可能在空气情景以及加热条件下临时贮存。此外，这种呵护浸染可能陆续至空气中的钙钛矿结晶历程，普及钙钛矿薄膜的结晶度（图1.e-m），着落全副孪晶产生以及晶粒间外表电势无序度（图2. a-h），抑制弱点诱导的非辐射复合（图2.i-k）。紧张的是，综合弱点表征与器件仿真模拟同时指出(图2. l-p)：体相弱点、而非外表弱点的增殖是空气中制备的钙钛矿功能进化的主要原因。该发现证明了仅妨碍老例的外表钝化对于空气情景制备钙钛矿是缺少的。基于以上普及，团队在空气情景中制作的1.53-eV p-i-n器件取患了25.4%的试验室最功能率以及24.7%的稳态认证功能（图2q），挨近氮气中制备的同种器件最佳水平。同时，钻研团队也确认了该技术在宽带隙钙钛矿资料中的普适性，对于叠层器件的空气情景制备也具备优异增长意思。

图1. (a, b)钙钛矿先驱体溶液的核磁谱图；(c, d)先驱体溶液的空气晃动性；(e, f)原位GIWAXS钻研结晶历程；(g, h)GIWAXS剖面图；(i, j)钙钛矿薄膜终于结晶的GIWAXS图；(k)钙钛矿薄膜结晶GIWAXS强度积分曲线，(l)角度积分图，(m)径向积分图。

图2. (a-c)钙钛矿薄膜AFM外表形貌图；(d-f)KPFM外表电势扩散图；(g)KPFM图中电势扩散统计；(h) AFM形貌图与KPFM电势扩散图中的空间相干性；(i)钙钛矿薄膜PLQY，(j)瞬态荧光寿命，(k)载流子体相寿命以及外表复合速率SRV合成。(l-n)器件的深能级弱点谱合成；(o, p)事实模拟合成来自体相、外表、串阻的功能损失比重；(q)空气情景中制备p-i-n反式钙钛矿电池瞬态以及稳态认证功能。

中国迷信技术大学化学与资料迷信学院钻研生孟红光、毛凯天、蔡逢春，以及微尺度物资迷信国家钻研中间博士后张凯为论文配合第一作者。中国迷信技术大学徐集贤传授为通信作者，相助者包罗美国科罗拉多大学Michael McGehee传授、中国科大武晓君传授以及中国迷信院宁波资料所肖传晓钻研员。本名目患上到国家人造迷信基金、国家科技部、安徽省工业立异名目等基金反对于，同时致谢上海光源、国家同步辐射试验室、新基石基金会迷信探究奖的相干反对于。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41560-024-01471-4

（化学与资料迷信学院、碳中以及钻研院）