有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池凭借其卓越的光电性能、低制备成本及柔性兼容性优势，有望推动全球能源结构向清洁化、低碳化转型。

然而钙钛矿的结晶过程仍面临结晶质量差、相稳定性低等挑战，导致多晶薄膜中缺陷密度高、晶粒尺寸受限，从而显著降低器件效率与运行寿命。

近日，河南大学陈石/申楠和香港城市大学任广禹/曲歌平合作，提出一种二元添加剂协同调控钙钛矿前驱体结晶策略，通过将苯甲基碘化铵（PMAI）和[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸（2PACz）同时加入钙钛矿前驱体中，揭示了二者协同优化钙钛矿结晶过程的微观机理。

相比不含添加剂或使用单添加剂（PMAI或2PACz）的溶液，双添加剂改性能更加有效地剪切共棱的Pb-I八面体，加速PbI₂向PbI₃^-复合物的转变，并促使前驱体中形成大尺寸胶体的预成核团簇，从而加快形核速率。

与此同时，双添加剂中更多的官能团与钙钛矿组分间的产生强相互作用显著延缓了旋涂及退火阶段的晶粒生长速率，形成“快速形核和缓慢结晶”的动力学机制。制备出的钙钛矿层晶粒尺寸显著增大、晶界沟槽深度降低，薄膜内部微应变得到有效缓解，从而大幅降低缺陷密度并抑制非辐射复合。

最终，制备出的反式钙钛矿太阳能电池实现了26.05%（认证为25.49%）的能量转换效率。此外，最大功率点追踪测试下，优化器件在氮气中标准光照下连续运行1200小时后仍维持90%的初始效率，表现出良好的运行稳定性。该工作成功地使用二元添加剂对钙钛矿实现协同优化效果，为解决钙钛矿结晶问题提供了一种新策略。

Revealing Collaborative Effects of Binary Additives on Regulating Precursor Crystallization Toward Highly Efficient Perovskite Solar Cells

Shaoyu Geng, Song Zhang, Nan Shen, Geping Qu, Haojiang Shen, Jiayu Hu, Jie Yang, Yeming Jin, Ya Li, Ruirui Cao, Huayang Li, Zhitao Shen, Zong-Xiang Xu, Shi Chen, Alex K.-Y. Jen

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202424910