在钙钛矿光伏领域，采用有机季铵盐（OAS）对钙钛矿薄膜进行缺陷钝化以提高器件效率和稳定性已成为非常有效的策略之一。一般认为，有机铵阳离子通过与不饱和铅或卤素离子的配位起到缺陷钝化作用。另一方面，已有研究表明在制备钙钛矿薄膜过程中，薄膜表面和晶界处残余的过量碘化铅（PbI2）可以减少卤素空位缺陷，同时形成I型能带结构抑制载流子复合，也可起到降低钙钛矿薄膜缺陷态的作用。
对含有过量PbI2的钙钛矿薄膜表面采取OAS钝化策略时，PbI2与OAS将不可避免地发生相互作用，但是在理解OAS的钝化机理时，这一点却未被考虑。而实际上，OAS极易与二维层状结构的PbI2发生主客体插层作用。而且，已报道的各种OAS均含有相同的季铵基团，却表现出显著不同的钝化效果，这用现有机理也难以解释。因此，对于OAS减少钙钛矿薄膜表面缺陷态的根本原因需要更深入的理解。
近日，中科院大连化物所的郭鑫研究员和李灿院士团队的研究结果发现，OAS不仅自身可以钝化钙钛矿缺陷，还通过插层作用将过量PbI2由聚集态重新分布为不连续的分散态（图1），增加了PbI2与钙钛矿表面的接触面积，从而提高了PbI2抑制表界面载流子复合的能力（图2）。同时，研究人员发现烷基取代OAS对PbI2的插层能力强于含F的OAS（图3），从而可以起到更好的钝化效果，并获得更高的器件效率和稳定性。这是由于含F取代基的位阻效应及其与PbI2的相互作用限制了有机铵离子的插层作用。基于这一新机理，作者采用高度分散的PbI2纳米片与OAS同时处理钙钛矿薄膜，进一步提高了器件性能。
图1、LSCM和KPFM表征证明OAS对过量PbI2的分散能力 图2、荧光光谱及缺陷态密度测试等表征证明分散态PbI2相比于聚集态PbI2及OAS本身具有更强的钝化能力 图3、不同取代基的OAS对PbI2插层作用强弱差异的示意图 该工作揭示了OAS降低钙钛矿缺陷的本质原因在于——除其自身钝化功能之外——能够重新分布钙钛矿薄膜表面的过量PbI2以增强其钝化效果（在不形成二维钙钛矿的情况下）。这一机理可以解释众多已报道的OAS为何表现出不同的钝化效果，也为选择OAS钝化剂提供了指导，即充分考虑铵离子取代基种类及其与PbI2相互作用的影响。 论文信息： Deeper Insight into the Role of Organic Ammonium Cations in Reducing Surface Defects of the Perovskite Film Xiaoqing Jiang,Jiafeng Zhang,Xiaotao Liu,Ziyuan Wang,Xin Guo,Can Li 文章的共同第一作者是中科院大连化物所的蒋晓庆博士和博士研究生张家峰。 Angewandte Chemie International Edition 
