本研究立陶宛考纳斯理工大学Kasparas Rakstys、美国西北大学Mercouri G. Kanatzidis、加拿大多伦多大学Edward H.
Sargent瑞士洛桑联邦理工学院Paul J. Dyson和Mohammad K.
Nazeeruddin等人揭示了无机钙钛矿表面2D/3D异质结构的形成与稳定机制：异质结构的形成主要依赖于铵基与[PbI₆]⁴⁻八面体的相互作用，而其稳定性则取决于整个间隔阳离子与[PbI₆]⁴⁻八面体的结合强度。
通过引入吸电子氟原子增强铵基的正电荷，促进与Cs⁺的阳离子交换，从而形成异质结构;同时，通过额外锚定基团强化间隔阳离子与[PbI₆]⁴⁻的相互作用，抑制高温下的阳离子迁移。
基于此设计的CsPbI₃/(四氟-1,4-亚苯基)二甲烷铵碘化铅异质结构，实现了21.6%的太阳能电池效率和950小时(85°C)的最大功率点运行稳定性，16
cm²的组件效率达19.8%。
文章亮点
机制突破：首次阐明无机钙钛矿2D/3D异质结构的形成(铵基-[PbI₆]⁴⁻作用)与稳定(全阳离子-[PbI₆]⁴⁻作用)的双路径机制。
材料创新：设计含氟及多锚定基团的间隔阳离子，使异质结构在85°C高温下稳定性提升近8倍(T₈₀达950小时)。
效率纪录：实现无机钙钛矿组件(16 cm²)19.8%的认证效率，为当前公开报道的最高值。
Liu, C., Yang, Y., Fletcher, J.D. et al. Cation interdiffusion control for
2D/3D heterostructure formation and stabilization in inorganic perovskite solar
modules. Nat Energy (2025).
https://doi.org/10.1038/s41560-025-01817-6
