形成具有低晶界缺陷的单片钙钛矿晶粒对于实现高性能钙钛矿太阳能电池至关重要。在底面引入二维(2D)钙钛矿晶种是一种简便易行的方法，可诱导向上定向结晶并形成单片晶粒。然而，二维钙钛矿中的大分子有机阳离子会阻碍底部界面处的载流子传输。鉴于此，南京工业大学王贞&王建浦在期刊《ACS Energy Letters》发文，题为“Heterogeneous Nucleation-Induced Upward Crystallization for Perovskite Solar Cells”。研究成果证明在钙钛矿底面引入多齿焦磷酸钾(PPH)可以诱导形成缺陷较少的单片钙钛矿晶粒。研究发现PPH改性剂可以降低异质钙钛矿成核的吉布斯自由能垒，从而加快底面成核速度。这种更快的异质成核促进了三维钙钛矿向上定向晶体的生长，从而显著抑制了缺陷并提高了底面的载流子传输效率。基于这种方法，钙钛矿太阳能电池实现了25.3%的功率转换效率，并且热稳定性得到提高，在85°C下1100小时内保持其初始功率转换效率的81%。
创新点：
1.多齿配体诱导异质成核：通过引入多齿配体焦磷酸钾(PPH)在钙钛矿底部界面，显著降低了异质成核的吉布斯自由能垒，促进了底部界面的快速成核，从而诱导了钙钛矿的向上定向结晶，形成贯穿整个活性层的单晶颗粒，减少了晶界缺陷。
2.界面缺陷抑制与载流子传输优化：PPH通过强配位作用同时钝化SnO₂和钙钛矿的界面缺陷，避免了传统二维钙钛矿种子中因大有机阳离子导致的载流子传输阻碍，实现了高效的界面载流子提取和传输。
3.高性能器件稳定性提升：基于PPH修饰的钙钛矿太阳能电池实现了25.3%的功率转换效率(PCE)，并在85°C高温下保持1100小时后仍保留81%的初始效率，展现了优异的 thermal stability，为n-i-p结构器件的稳定性提供了新策略。
未来展望：
1.多齿配体材料的扩展与优化：探索其他多齿配体(如磷酸盐、羧酸盐等)对钙钛矿成核和生长的调控作用，进一步降低成核能垒并优化结晶动力学，可能实现更高效率的器件。
2.规模化制备与工艺兼容性：研究PPH修饰策略在大面积钙钛矿薄膜(如模组或柔性器件)中的应用，验证其与卷对卷(roll-to-roll)等工业化工艺的兼容性，推动商业化进程。
3.界面机理的深入解析：通过原位表征技术(如同步辐射X射线衍射、超快光谱)揭示PPH与钙钛矿/SnO₂界面的动态配位机制，明确缺陷钝化与载流子传输的原子级关联，为设计更高效的界面材料提供理论指导。
