钙钛矿太阳能电池从液相制备是其巨大潜力的基石，然而前驱体墨水与最终钙钛矿形成之间的明确关系尚不清晰。现有理论（如异相成核和铅复合物胶体形成）常不可靠，导致研究过度依赖经验法则。大多数高性能钙钛矿使用添加剂来控制结晶，但其在结晶过程中的作用仍不明确。
本文伍珀塔尔大学Andreas F. Kotthaus，Alexander Hinderhofer，Thomas Riedl和Kai Oliver Brinkmann等人提出证据表明，典型的结晶添加剂并不主要影响成核阶段，而是通过提高离子在晶界间的迁移率，促进晶粒的粗化生长。基于广泛的跨学科研究（结合了原位与原位表征、器件制备、模拟和密度泛函理论计算），研究者提出了一个适用于多种添加剂和钙钛矿体系的概念。此外，还建立了添加剂工程与钙钛矿后处理之间的直接联系，为材料设计和工艺工程提供了统一框架。
研究亮点：
- 颠覆传统认知：添加剂主要作用于退火阶段的晶粒粗化过程，而非成核阶段，通过提高离子迁移率促进大晶粒形成。
- 多方法验证：结合液体/固体核磁、电导率测试、原位X射线散射、相场模拟与DFT计算，系统揭示添加剂作用机制。
- 机制普适性强：适用于硫脲、尿素、MACl等多种添加剂及MAPbI₃、FA-Cs混合钙钛矿体系，并可延伸至后处理工艺。
Maschwitz, T., Merten, L., Ünlü, F. et al. How crystallization additives govern halide perovskite grain growth. Nat Commun 16, 9894 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-65484-7
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