Nat Commun新機(jī)制揭示：銨基鈍化竟在紫外光下“自我瓦解”

銨基配體，無論是直接作為鈍化劑還是以二維鈣鈦礦形式存在，一直是鹵化物鈣鈦礦中最主要的缺陷鈍化劑，對實(shí)現(xiàn)各類鈣鈦礦太陽能電池的最高效率做出了重要貢獻(xiàn)。然而，即便是目前最高效的鈣鈦礦太陽能電池，在運(yùn)行過程中仍面臨快速退化的問題，引發(fā)了對鈍化持久性的擔(dān)憂。

本研究深圳大學(xué)蘇陳良、首爾國立大學(xué)Tae-Woo Lee、澳門大學(xué)鐘俊文和邢貴川等人揭示了一種普遍影響銨基配體的紫光/紫外光誘導(dǎo)去鈍化機(jī)制：暴露于紫光/紫外光下會觸發(fā)從銨基配體到鈣鈦礦骨架的載流子躍遷，導(dǎo)致銨基團(tuán)去質(zhì)子化。這一去質(zhì)子化過程破壞了銨基與鈣鈦礦之間的相互作用，使鈣鈦礦重新暴露于光降解風(fēng)險中。該機(jī)制已在效率達(dá)26.44%的電池中得到驗(yàn)證。

這一新發(fā)現(xiàn)超越了此前僅限于熱不穩(wěn)定性與碘氧化的配體失效模型，為提升鈍化劑的長期有效性提供了關(guān)鍵視角。

研究亮點(diǎn)：

1. 首次揭示紫光/紫外光誘導(dǎo)的去質(zhì)子化機(jī)制：研究發(fā)現(xiàn)紫光/紫外光可觸發(fā)銨基配體向鈣鈦礦骨架的電子躍遷，導(dǎo)致銨基團(tuán)去質(zhì)子化，從而破壞鈍化作用。

2. 在高效器件中驗(yàn)證機(jī)制：該機(jī)制在效率高達(dá)26.44%的鈣鈦礦太陽能電池中得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，解釋了高效率電池仍易出現(xiàn)快速光降解的原因。

3. 提出穩(wěn)定性提升方向：研究指出可通過提高配體電離勢、采用多位點(diǎn)錨定、開發(fā)非銨基配體等策略，增強(qiáng)鈣鈦礦電池在光照下的長期穩(wěn)定性。

Yu, D., Cao, F., Qiu, X. et al. Violet/ultraviolet light-induced depassivation in halide perovskite solar cells. Nat Commun (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66227-4

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