近期，李萌课题组与斯图加特大学光伏研究所Michael Saliba课题组合作，通过原位光学显微镜研究不同组分的钙钛矿薄膜结晶速度，探索了制作单一纯黑色相FAPbI₃的机理，并在不影响纯黑色相的基础上对薄膜进行钝化，有效改善了晶体的稳定性和光电特性。相关成果“ Crystallization and stabilization of FAPbI₃ single-phase perovskite”发表在Energy Environ. Sci. (Energy Environ. Sci. 2024, DOI:org/10.1039/D3EE02404K. IF=32.500) 文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d3ee02404k。

铅基钙钛矿的基本 ABX₃ 结构对于保持晶格稳定性至关重要，同时也是其具有优异的光电特性的根本。关于如何制备相稳定（"黑相"）的 FAPbI₃是当下的热门话题。在这里，我们使用 LaMer 模型和原位光学显微镜来研究钙钛矿薄膜的结晶过程。通过研究 [PbI6]^4- 骨架和相关的 A 阳离子结晶过程中的相互作用，开发出一种稳定的单相 FAPbI3 钙钛矿。具体来说，MACl 的加入可促进 FAPbI₃ 的结晶，而几乎不改变 [PbX₆]^4- 骨架。基于此，我们采用MABr作为薄膜的钝化剂，当FAPbI₃薄膜暴露在湿度为 45% 的空气中时，使得纯黑色相仍然具有长期稳定性。

图 1. MACl 对钙钛矿晶体的作用机制和MABr后处理机理示意图。

材料学院李萌、斯图加特大学光伏研究所Michael Saliba为论文的共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、国家留学基金委和河南大学的大力支持。