甲脒碘化鉛（FAPbI?）鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）在高效率光伏領(lǐng)域潛力巨大，然而大尺寸甲脒離子(FA⁺)導致的晶格畸變問題長期未解決。尤其{111}_c晶面生長過程中易形成平行于基底的晶內(nèi)平面缺陷，這些缺陷不僅阻礙電荷垂直傳輸，還會引發(fā)非輻射復合，導致器件的開路電壓(V_OC)和填充因子(FF)顯著降低。鑒于此，2025年2月24日，南京工業(yè)大學王芳芳教授與武漢理工大學李蔚教授合作在Advanced Materials雜志上發(fā)表題為《Radical Molecular Network-Buffer Minimizes Photovoltage Loss in FAPbI? Perovskite Solar Cells》的最新研究成果，通過原位聚合自由基分子（ATEMPO）添加劑構(gòu)建“自由基分子網(wǎng)絡(luò)緩沖層”，顯著抑制FAPbI?鈣鈦礦器件的光電壓損失，為高性能高穩(wěn)定性鈣鈦礦光伏技術(shù)提供了新思路。

{111}_c晶面為主的鈣鈦礦薄膜可以顯著提升FAPbI?鈣鈦礦穩(wěn)定性，但其形成過程通常伴隨高缺陷密度與無序生長。此研究引入了一種可以原位聚合的自由基分子ATEMPO作為添加劑，在鈣鈦礦薄膜形成過程中，ATEMPO可以優(yōu)先與{111}_c鈣鈦礦晶面相互作用，引導其生長并聚合形成“自由基分子網(wǎng)絡(luò)緩沖層”。該網(wǎng)絡(luò)可以有效緩解FAPbI?晶格應(yīng)變、抑制平面內(nèi)缺陷形成；通過氧化還原介導的跳躍傳導增強了電荷傳輸；同時提供疏水屏障，顯著提高了器件的濕度/水穩(wěn)定性。通過此策略制備出了高質(zhì)量、{111}_c取向的FAPbI?薄膜，最終實現(xiàn)25.28%的冠軍效率，V_OC高達1.203 V，能量損失僅0.297 eV，這是已報到的純FAPbI?鈣鈦礦器件的最高V_OC之一。此外，基于活性面積12.5 cm2的微型組件實現(xiàn)了21.39%的PCE。該工作為開發(fā)高性能、低光電壓損失且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池開辟了新思路，并為延長器件壽命及解決環(huán)境問題提供了可行策略。