甲脒-铯金属卤化物钙钛矿（FA₁₋ₓCsₓPbI₃）的两步法制备工艺能够对结晶过程进行卓越的调控，因此更适用于太阳能电池的制造。然而，由于Cs⁺掺入效率有限以及相变机制尚不明确，形成稳定器件所需的理想α相仍面临挑战。近日，南昌大学陈义旺、谈利承等单位设计了一种有机铯盐——4-(二苯基膦基)苯甲酸铯，以实现高效的Cs⁺掺杂并均匀化阳离子分布，从而获得了具有更高相稳定性的高质量钙钛矿薄膜。最终，通过两步法制备的太阳能电池实现了26.91%的光电转换效率（认证效率为26.61%）。采用热稳定电荷传输层的器件，在1倍太阳光照射、最大功率点追踪及85°C条件下（符合ISOS-L-2协议）连续运行1500小时后，仍能保持其初始效率（23.76%）的95%。本研究揭示了FA₀.₉Cs₀.₁PbI₃的相变路径及其对应的过渡态结构，并阐明了Cs⁺驱动钙钛矿晶格稳定的机制。该文章以“Controlled Cs⁺ incorporation through organocaesium salts in α-FA–Cs perovskite solar cells with a certified efficiency of 26.61%”为题发表在国际著名期刊《Nature Energy》。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41560-026-02016-7图1：相变的动力学与热力学分析。
图2：DPPBCs 在两步法中实现 Cs⁺ 有效掺杂的机制。
图3：钙钛矿薄膜在光浸泡条件下的稳定性。
图4：器件性能与稳定性。
总体而言，本研究阐明了FA₀.₉Cs₀.₁PbI₃钙钛矿的相变路径及相应的结构变化。我们的结论是：Cs⁺通过锁定[PbI₆]⁴⁻八面体并抑制FA⁺的旋转，从而增强了晶格稳定性并提高了相变能垒。同时，在FA₀.₉Cs₀.₁PbI₃的两步法制备过程中，通过引入DPPBCs，成功抑制了δ-CsPbI₃的生成，并实现了Cs⁺的有效掺杂。DPPBCs的引入降低了钙钛矿形成所需的反应焓，并促进了Cs⁺和FA⁺在钙钛矿薄膜中的均匀分布，从而提高了相稳定性。最终，经DPPBCs处理的太阳能电池实现了26.91%的冠军光电转换效率（PCE），其开路电压（VOC）为1.18 V，填充因子（FF）为86.11%。此外，采用热稳定电荷传输层的封装器件，在最大功率点追踪和85°C条件下（符合ISOS-L-2协议）连续1倍太阳光照射下运行1,500小时后，仍保持了其初始效率（23.76%）的95%。这些发现为理解FA-Cs钙钛矿的相分离/相变提供了深刻的见解，并为优化长期稳定的FA-Cs钙钛矿太阳能电池提供了科学指导。
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