复旦大学AFM：双氰胺“双键合”调控锡钙钛矿结晶！效率突破15.45%，3100小时稳定性创纪录

锡基卤化物钙钛矿因Sn²⁺的高路易斯酸性导致结晶过快，以及Sn²⁺易氧化引起的严重p型掺杂，在其多样化应用中面临巨大挑战。

本研究复旦大学梁子骐等人探索了一种路易斯碱添加剂双氰胺（DCD），其通过与卤化物钙钛矿形成Sn←N和N─H⋯I的双重配位键，实现与锡钙钛矿晶格的精准分子结构匹配。这种分子机制可减缓结晶动力学、稳定中间相，从而促进致密、低缺陷锡钙钛矿薄膜的形成。DCD还能钝化Sn²⁺/I⁻缺陷、抑制Sn²⁺氧化、降低非辐射复合。DCD的方向性配位最大程度减少了自聚集并增强了界面电荷传输，克服了传统添加剂的固有局限。优化后的锡基钙钛矿太阳能电池器件所有光伏参数同步提升，功率转换效率从13.05%（对照组）显著跃升至15.45%（冠军器件）。

值得注意的是，未封装的DCD改性器件在氩气气氛中储存3100小时后仍保持80%的初始效率。本研究为推进环境友好型钙钛矿光伏器件提供了一种简便的结晶调控与缺陷钝化双重策略。

研究亮点：

1. 提出“双重配位”机制：DCD通过Sn←N（路易斯酸碱作用）与N─H⋯I（氢键）双重化学键协同作用，精准调控钙钛矿前驱体胶体行为、抑制Sn²⁺氧化、并钝化界面缺陷。
2. 结晶动力学与缺陷钝化协同优化：DCD延缓成核、稳定中间相，促进形成致密无针孔的大晶粒薄膜，同时有效抑制非辐射复合，载流子寿命从12.26 ns提升至22.21 ns。
3. 器件性能与稳定性同步突破：基于DCD优化的锡基钙钛矿太阳能电池效率提升至15.45%，未封装器件在Ar气氛下3100小时仍保持80%初始效率，展现出优异的操作稳定性。

J. Wu, Z. Wu, and Z. Liang, “ Dual-Coordinated Additive Ameliorates Crystallization Kinetics and Charge Transport of Tin Halide Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e30928.

https://doi.org/10.1002/adfm.202530928