浙江大學薛晶晶Nat Rev Chem：有機A位陽離子在金屬鹵化物鈣鈦礦光伏中的應用

鈣鈦礦太陽能電池是一種顛覆性的光伏技術，可通過溶液法制備。有機A位陽離子的分子工程對PSCs的快速發展至關重要，因為它們影響著薄膜和界面的分子結構。有機A位陽離子豐富的選擇性和可設計性，為通過化學相互作用調控金屬鹵化物鈣鈦礦的多種性能提供了巨大機遇。

本綜述浙江大學薛晶晶等人討論了有機A位陽離子在MHPs中的作用，深入探討了結構-相互作用-性能之間的關系。我們展示了A位陽離子的分子結構如何影響鈣鈦礦中的化學相互作用，以及這些相互作用如何影響PSCs的整體性能。首先，我們介紹了有機A位陽離子及其鍵合在MHPs中的影響，然后從晶格和電子層面探討了它們在晶體生長、穩定性、缺陷、載流子傳輸和帶邊態等方面的作用。最后，我們還討論了未來的研究方向、機遇與挑戰。

研究亮點：

1. 分子工程的多功能性：有機A位陽離子通過靜電作用、氫鍵等多種非共價相互作用，可同時調控鈣鈦礦的結晶動力學、缺陷態、相穩定性及載流子傳輸行為。

2. 結構-性能關聯機制：系統闡明了A位陽離子的分子結構如何影響其與鈣鈦礦骨架的相互作用，并最終決定器件的效率與長期穩定性，為理性分子設計提供了理論基礎。

3. 低維/3D協同策略：通過引入大尺寸有機陽離子構建2D/3D鈣鈦礦異質結構，在保持高效率的同時，顯著提升了器件的環境穩定性與離子遷移抑制能力。

Tian, W., Wang, R., Yang, D. et al. Organic A-cations in metal halide perovskite photovoltaics. Nat Rev Chem (2025).

https://doi.org/10.1038/s41570-025-00774-8

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