Grätzel等人Nat Commun：原位边界桥接解锁多晶金属卤化物钙钛矿中的多晶畴载流子扩散

多晶钙钛矿薄膜中的电荷传输与提取常受限于晶粒域边界（GDBs）处低效的载流子迁移。

本文兰州大学曹靖、中国科学院大连化学物理研究所田文明、大连理工大学边继明、史彦涛、瑞士洛桑联邦理工学院Likai Zheng和Michael Grätzel等人提出一种通用的后处理策略，利用超分子冠醚辅助缓慢释放并精确递送Rb⁺阳离子至GDBs，实现原位GDB桥接。固态核磁共振、透射电子显微镜和飞行时间二次离子质谱分析证实，Rb⁺形成非钙钛矿相，主要分布于表面和GDBs处。超快时间分辨光致发光图谱显示，经Rb⁺处理的钙钛矿薄膜中载流子跨晶界扩散加速，使光生载流子在复合前可跨越两个晶粒域边界。

基于此策略处理的钙钛矿太阳能电池实现了26.02%的冠军效率（认证效率25.77%），并展现出卓越的稳定性，在最大功率点持续单日照光1300小时后仍保持初始效率的99.2%。

文章亮点

1. 精准Rb⁺递送与GDB原位桥接：
   利用冠醚超分子复合物实现Rb⁺的缓慢释放与精准定位，在晶界处形成一维非钙钛矿相桥接结构，有效降低缺陷并促进载流子跨晶界传输。

2. 跨多晶畴的载流子扩散：
   经Rb⁺处理的薄膜中，载流子可跨越两个以上晶粒域边界，扩散长度达2.71 μm，远超晶粒尺寸，显著提升电荷提取效率。

3. 高效率与高稳定性兼备：
   器件效率突破26%，认证效率达25.77%，并在1300小时持续光照下保持99.2%的初始效率，展现出优异的操作稳定性与热稳定性。

Wang, M., Yin, Y., Wang, P. et al. In-situ boundary bridging unlocks multi-grain-domain carrier diffusion in polycrystalline metal halide perovskites. Nat Commun16, 8755 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-63777-5

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