双功能分子稳定剂调控低维钙钛矿前驱体老化动力学实现高效太阳能电池

来自国际团队的研究人员针对低维钙钛矿前驱体老化机制不明的问题，开发了4-羧基-2-氟苯硼酸（CFB）双功能稳定剂。该研究通过抑制胍盐（GA?）降解并调控多阶段结晶过程，使器件获得0.38 eV的创纪录低能量损失，且未封装器件展现出优异的环境稳定性。

　　

研究揭示了低维钙钛矿前驱体中间隔阳离子介导的老化动力学机制，发现胍盐（GA⁺）与甲胺（MA⁰）之间的不可逆亲核加成-消除反应是导致降解的关键途径。创新性地引入4-羧基-2-氟苯硼酸（CFB）作为双功能稳定剂：其羧基通过自发去质子化与GA⁺形成强氢键，有效阻断MA⁰介导的亲核攻击；同时通过配位调制实现多阶段结晶控制，获得晶界钝化的高度取向钙钛矿晶体。采用该稳定剂的前驱体溶液 shelf life（保质期）显著延长，基于老化42天前驱体制备的器件仍保持90%初始效率。优化器件实现0.38 eV的超低能量损失，未封装器件同时具备优异的湿热稳定性，为钙钛矿光伏技术的商业化推进提供了关键解决方案。