近日，意昂4体育平台趙一新教授研究團隊在Cell姊妹刊Joule發表了題為“Efficient α-CsPbI3 Photovoltaics with surface Terminated Organic Cations”的研究論文👨🏼‍🦱。在該工作中🍚，趙一新團隊報道了構築表面單分子層有機陽離子提高全無機CsPbI3的相穩定性的策略，解決了這一長期困擾全無機鈣鈦礦研究領域的關鍵難題。趙一新研究團隊長期致力於鈣鈦礦生長機製和高效率器件的研究，取得了一系列特色研究成果🧙🏻，在此之前先後在Nature Communications🏌🏽‍♀️，Science Advances，JACS等高水平期刊上發表多篇研究論文，其中10余篇工作入選ESI高被引。

有機無機雜化鈣鈦礦材料憑借其低廉的製造成本，優異的光電轉換效率成為近來光電轉換領域的新星其器件認證效率已經達到了22.7%🎮，展現出了巨大的商業化前景。在鈣鈦礦太陽能電池商業化發展進程中，鈣鈦礦材料的本征穩定性成為其能否商業化關鍵因素：有機-無機雜化鈣鈦礦中的有機組分在熱力學上不穩定，光照和加熱條件都會誘導有機組分緩慢揮發從而導致鈣鈦礦吸光層降解失效👨🏽‍🚀👬🏻。相比之下，全無機鈣鈦礦能夠避免有機組分的揮發進而有望從根本上解決組分穩定性問題。在全無機家族中🖕🏻，CsPbI3全無機鈣鈦礦材料有著與晶矽相匹配的帶隙使其成為疊層電池的理想選擇🧰。但是➾，α-CsPbI3由於自身結構限製使其在常溫下存在相穩定性較差的固有問題（內“病”），極大限製了其應用💮👰🏽‍♀️。

為解決上述難題👨🏿‍🍼，趙一新教授團隊率先通過在鈣鈦礦體相中引入雙胺陽離子2D組分構築2D-3D混合鈣鈦礦策略成功提高了其穩定性與器件效率（Science Advances 2017, 3 (9), e1700841.）↘️。在上述研究基礎上，針對體相中的2D組分會影響載流子傳輸這一問題，趙一新研究團隊基於內“病”外“治”的思路，通過引入有機陽離子對CsPbI3全無機鈣鈦礦進行表面處理👴，實現了在CsPbI3鈣鈦礦表面構築單分子層的有機陽離子。該表面單分子層在提高CsPbI3全無機鈣鈦礦的熱👩🏽‍🎤、濕穩定性的同時◽️，也有效鈍化了鈣鈦礦的表面缺陷，顯著提升了器件效率。最終基於上述策略組裝的太陽能電池達到13.5%的穩定輸出效率🍜。除了獲得更高的器件效率和穩定性外，該研究揭示了在表面處理化學過程中🔐，有機陽離子並不能與Cs離子發生離子交換形成2D/3D的混合鈣鈦礦，這與傳統的有機-無機雜化鈣鈦礦中快速的離子交換截然不同🧙🏼。進一步論證了全無機鈣鈦礦材料優異的組分化學穩定性♉️，提升了其應用前景。

本工作的第一作者為意昂4体育平台的博士後王勇，趙一新教授為唯一通訊作者👆🏿。該工作得到國家自然基金（No. 21777096）🍐，霍英東基金（No. 151046），上海曙光人才計劃（No. 17SG11）和中國博士後科學基金（No. 2017M621466）的支持。

論文鏈接：Wang, Y.; Zhang, T; Kan M.; Li, Y.; Wang, T. Zhao, Y.🧕，Joule, 2018, doi.org/10.1016/j.joule.2018.06.013. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118302782.