港大Nat Commun：26.06%效率+超3000小時穩定運行 順序有機配體修飾專門重構鈣鈦礦晶界和表面

鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的耐久性主要受限于鈣鈦礦晶界（GBs）和晶面（GSs）處的缺陷與不完整結構。傳統的單步配體鈍化由于配體分布不均和化學環境差異往往效果有限。

本文香港大學Wallace C. H. Choy等人提出一種兩步順序專用配體（TSS-DL）策略，通過空間分辨的配體相互作用，分別針對GBs和GSs進行選擇性修飾。我們篩選出兩類專用配體：X配體（以2,2-二氟乙酰胺溴化物DFABr為代表）用于GBs，將其重構為穩定的二維鈣鈦礦并抑制缺陷；Y配體（以4-氨基哌啶二溴化物4APPBr?為代表）用于GSs，形成剛性二維鈣鈦礦覆蓋層，保護三維鈣鈦礦免受外界應力影響。經TSS-DL處理的PSCs在連續運行3000小時后仍保持>93%的功率轉換效率（PCE），在>85%相對濕度下4000小時后仍保持>90%的PCE。

該工作通過順序重構GBs和GSs，為實現高效穩定的三維PSCs提供了有效途徑。

研究亮點：

1. 兩步順序鈍化策略：首次提出“先晶界、后晶面”的順序配體處理方案，突破傳統單步處理無法兼顧晶界與晶面缺陷的局限。

2. 專用配體精準設計：篩選出DFABr（小分子、多官能團）穿透晶界形成穩定2D結構，4APPBr（剛性骨架）覆蓋晶面構筑保護層，實現缺陷的“分區分治”。

3. 效率與穩定性同步提升：器件效率達26.06%，并在高溫高濕（85°C、85% RH）下連續運行3000小時仍保持93%以上效率，穩定性顯著優于現有方法。

Ahmad, S., Ali, W., Sun, J. et al. Sequential Organic Ligand Modifications to Dedicatedly Restructure Grain Boundary and Surface of Perovskites. Nat Commun (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66478-1

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