近日，昆明理工大学材料科学与工程学院陈江照教授团队在材料顶刊Advanced Materials（IF=27.4）上以“Functional Group Engineering Stabilizing Precursor Solution and Passivating Defects for Operationally Stable and Highly Reproducible Inverted Perovskite Solar Cells”为题发表最新研究成果，材料学院陈江照教授、河北工业大学陈聪教授和苏州大学唐建新教授为该论文的共同通讯作者，昆明理工大学、河北工业大学、复旦大学、新疆大学和澳门科技大学为论文的通讯单位。该研究工作得到国家自然科学基金面上、地区科学基金、兵团重点领域科技攻关计划等项目的资助。

有机阳离子的去质子化和碘离子的氧化会导致钙钛矿前驱液不稳定，这会显著降低钙钛矿电池光伏性能的再现性和可靠性。通过有机官能团的协同设计能够克服以上分解反应。然而，弱酸官能团类型及其空间构象如何影响钙钛矿前驱液稳定性仍然有待于进一步研究。鉴于此，陈江照、陈聪、唐建新等人揭示了弱酸官能团类型及其在苯环上的位置显著影响酸解离常数（pKa），进而影响钙钛矿墨水的稳定性。pKa在抑制有机阳离子去质子化及其后续胺-阳离子加成消除反应方面起着决定性作用。拥有最低pKa值的4-肼基苯磺酸（4-HBSA）在稳定性钙钛矿墨水和缓解缺陷辅助的非辐射复合方面表现最佳。基于4-HBSA修饰的反式钙钛矿电池取得了26.79%（认证效率为26.36%）的效率，这是空气中制备的电池报道的最高认证效率。4-HBSA修饰的电池在最大功率点持续跟踪2000小时后仍然保留初始效率的92%。

Figure 1. Investigation of the acidity of stabilizers and evolution of perovskite phases depending on ageing time. a) Chemical structure of 3-HBA, 4-HBA, 3-HBSA and 4-HBSA. b) pH (top row) of aqueous solutions of 3-HBA, 4-HBA, 3-HBSA, and 4-HBSA. c) The summarized pKa values of four stabilizers from the test results. d-h) XRD patterns of the perovskite films prepared with d) control, e) with 3-HBA, f) with 4-HBA, g) with 3-HBSA, and h) with 4-HBSA modulated perovskite precursor solutions aged for different times. i) The peak intensity ratio of δ-phase (010)/α-phase (110).

论文链接：

Mengjia Li#, Jike Ding#, Zuolin Zhang, Quanxing Ma, Chao Li, Menghan Lu, Hong Zhang, Thierry Pauporté, Wenlong Mo, Jian-Xin Tang*, Jiangzhao Chen*, Cong Chen*. Functional group engineering stabilizing precursor solution and passivating defects for operationally stable and highly reproducible inverted perovskite solar cells. Advanced Materials 2025, 2502729.

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202502729