自2024年11月以来，我院张甲甲教授团队在钙钛矿太阳能电池研究方面取得重要进展，陆续与昆明理工大学陈江照教授、河北工业大学陈聪教授合作在Nature Communications（IF：14.7）、Advanced Materials（IF：27.4）及Angewandte Chemie International Edition（IF：16.1）期刊发表研究论文4篇。阜阳师范大学为上述论文的共同通讯单位。

钙钛矿表面钝化剂通常包含一定数量的烷基氢原子，一般认为这些烷基氢极性较弱，对缺陷钝化无贡献。通过联合理论计算与实验研究，团队发现尽管单个烷基氢与碘的静电作用较弱，但由于烷基氢数量较多，总的静电作用却很强。因此，看似惰性的烷基氢凭借其可观的数量在缺陷钝化中扮演了重要角色（图1，Nat. Commnun., 2025, 16(1), 753）。

图1 氢原子数量对钝化效果的影响

长链型钝化剂分子具有较长的烷基链，但烷基链长度对钝化效果的影响机制尚不明确。团队通过研究发现随着烷基链的增长，烷基氢与钙钛矿表面碘的静电作用增加，但空间位阻效应也在增强。通过优化烷基链长度，可以实现最佳钝化效果（图2，Adv. Mater., 2025, 37(1), 2413304）。

图2 烷基链长度对钝化效果的影响

钙钛矿电池中的Li+，I-及Ag原子迁移是导致器件性能下降的重要因素。针对该问题，团队提出一种高效抑制策略，即通过在空穴传输层中掺入双（2,4,6-三氯苯基）草酸酯（TCPO），利用分子中的活性位点捕获游离的Li+，I-及Ag原子，阻断它们的迁移。（图3，Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64(4), e202416605）。

图3 Li+迁移抑制

与常见的三维钙钛矿相比，二维钙钛矿具有更高的热稳定性和湿度稳定性。通过在三维钙钛矿表面涂覆L-丙氨酸苄酯盐酸盐（L-ABEHCl）可以生成二维钙钛矿薄层，保护内部的三维钙钛矿，提升其稳定性。此外，二维钙钛矿也可钝化三维钙钛矿表面缺陷（图4，Angew. Chem. Int. Ed., 2025, e202425605）。

图4 二维钙钛矿对表界面缺陷的钝化

张甲甲自2024年4月入职以来，已在学术领域取得多项显著成果，包括主持获批安徽省自然科学基金面上项目、安徽省高校自然科学研究重点项目等科研项目4项，以通讯作者身份发表多篇科研研究论文，包括Angewandte Chemie International Edition（3篇）、Advanced Materials（1篇）和Nature Communications（1篇），并于同年12月通过教授职称评定。这些突出成果不仅充分彰显了我校在教师引进与培养方面取得的显著成效，更为学科建设、博士点申报与建设等工作的持续推进提供了有力支撑。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56068-6

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413304

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202425605

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416605

（撰稿：侯玉梅 图片：张甲甲 学院审核：乔瑞 审核发布：许翔辉）