南京工业大学陈永华团队有机熔盐分子桥稳定纯FAPbI3相

为什么越来越多的科研对纯 FAPbI₃ 如此偏执？从科研一线回望，纯 FAPbI₃ 的好是一场贯穿能带、晶格、缺陷、应力、工艺五层维度的系统级优势。

带隙：落在光伏SQ效率31% 的理论平台区—比最优值低 0.14 eV，却把热化损失压到 0.3 eV 以内。Cs₀.₁FA₀.₉ 体系→ 1.52 eV，热化损失↑，开路电压 (Voc) 溢价被热损耗吃掉；FA₀.₈₅MA₀.₁₅Pb(I₀.₈₅Br₀.₁₅)₃ → 理论极限跌至 28%。纯 FAPbI₃ 用 0.03 eV 的理论代价换来 Voc 提升不再被带隙蓝变抵消。

晶格：FA⁺ 离子半径大于 MA⁺ ，恰好撑满 PbI₆ 八面体空腔，G容忍因子 t = 0.99 → 立方相本征稳定。允许 2% 级晶格应变可逆存在；可以通过 0.1% 级应力工程（基底热膨胀、分子桥拉应力）把缺陷形成能“揉”高 50 meV，而不用担心像硅一样出现位错。

缺陷：深能级“自湮灭”。DFT 计算告诉我们， FAPbI₃ 里V_I⁻ 最深 trap 仅 Ec – 0.17 eV，且 formation energy 1.1 eV；同电荷 V_Pb²⁺ 与 V_I⁻ 倾向于 {100} 面形成中性簇，跃迁矩阵元下降 90%。对比含 Cs 体系，引入 off-center 位移，形成 E_c – 0.28 eV 深陷阱；Br⁻ 则带来 V_Br⁰ 深能级 + 相分离通道。纯 FAPbI₃ 把深能级密度压到比硅片还低一个数量级，却只需 150 °C 退火。

界面：合金体系埋底界面常出现能带起伏：Cs⁺ 富集区电子亲和势提高 60 meV，Br⁻ 富集区带隙局部增 90 meV，成为电子-空穴复合“高速匝道”。纯 FAPbI₃ 的界面只需处理一个 SAM 偶极、一个分子桥、一个应力释放层即可把界面带偏移压到 < 0.1 eV。

工艺：二元/三元体系旋涂时，溶剂蒸发路径跨越多条二元相图边界，极易出现纵向成分梯度。纯 FAPbI₃ 的溶液-固体路径只有一条δ→α 相变通道。

稳定性：合金体系诱导相分离。纯 FAPbI₃ 消除了离子迁移的化学势差驱动力

纯α-FAPbI₃带隙最优却室温即自发转δ相，行业长期依赖MA/Cs/Br合金化，导致带隙增宽与光诱导相分离。南京工业大学夏英东、陈永华团队提出有机熔盐分子桥策略，在SnO₂/钙钛矿埋底界面引入甲脒三氟乙酸FATFA：其TFA⁻阴离子一端与SnO₂氧空位键合，另一端-CF₃与PbI₂终止面形成Pb-F键并氢键锚定FA⁺。该分子桥重构结晶路径，使δ→α转化提前5秒完成，获得垂直取向、低应变、纯相α-FAPbI₃。器件效率22.93%→25.14%，12.6 cm²模组22.11%，未封装25 °C老化2000 h衰减4%，55 °C/55%RH 1000 h衰减9%，连续MPP跟踪1000 h仍维持85%输出，首次在不掺杂前提下实现>25%且T85>1000 h