在金属卤化物钙钛矿薄膜中，杂质控制对于提升太阳能电池的效率和长期稳定性至关重要。以往研究多关注于晶界和异质界面处的杂质，而晶粒内部的（亚）纳米级杂质则鲜有研究。
本研究香港理工大学蔡嵩骅和香港科技大学周圆圆等人利用低剂量扫描透射电子显微镜，首次明确证实了在名义上制备的掺铯混合阳离子钙钛矿薄膜中存在一种此前未知的亚稳态正交晶系非钙钛矿相——晶内杂质纳米团簇（IGINs），其具有平行链状结构。第一性原理计算与准原位观测表明，这些IGINs会对钙钛矿的光电性能和化学稳定性产生不利影响。基于此，我们在溶液加工过程中引入内盐（NDPS），有效降低了IGINs密度，提升了器件性能。
阐明钙钛矿晶粒内部隐藏的非传统杂质，为钙钛矿太阳能电池与光电器件的纳米工程与基础理解开辟了新的研究路径。
研究亮点：
- 首次在原子尺度揭示钙钛矿晶内隐藏的杂质相：利用低剂量STEM技术，直接观测到一种亚稳态、链状结构的A₂BX₄杂质纳米团簇，突破了以往对晶内“相纯”的认知。
- 阐明杂质形成机制及其对性能的双重负面影响：IGINs由阳离子偏析形成，不仅带隙宽、阻碍载流子传输，还在环境应力下易分解为PbI₂，成为钙钛矿降解的“内因”。
- 提出化学消除策略并实现高效稳定器件：通过引入NDPS内盐添加剂，有效抑制阳离子偏析、消除IGINs，将钙钛矿太阳能电池效率提升至26.03%，T₉₅稳定性超过1000小时。
Wang, W., Hao, M., Li, X. et al. Performance-limiting metastable intragrain impurity nanoclusters in metal halide perovskites. Nat Commun (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-66856-9
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202512/22/50015132.html
