近日，深圳北理莫斯科大学材料科学系应用纳米光子学团队刘娜副教授在钙钛矿太阳能电池领域取得重要研究进展，相关研究成果分别发表于材料领域顶级期刊《Advanced Energy Materials》和《Energy Material Advances》。

《Advanced Energy Materials》（影响因子：24.4，中科院一区）期刊发表的研究成果题为“Chemical Bond Management of FA‐Based Mixed Halide Perovskites for Stable and High‐Efficiency Solar Cells”，深圳北理莫斯科大学为第一通讯单位，刘娜副教授为第一作者兼通讯作者，清华大学韦国丹副教授为共同通讯作者。此项研究工作还得到了深圳北理莫斯科大学材料科学系李树奎教授、应用纳米光子学团队负责人常帅教授、莫斯科大学Roman Vasiliev教授、北京理工大学陈棋教授的支持。

研究聚焦钙钛矿太阳能电池稳定性这一关键挑战，取得了重要突破。通过引入一种带有强吸电子氟取代基的吡咯烷化合物（PY-F），显著增强了有机阳离子与[PbI₆]⁴⁻八面体之间的化学键强度，从而有效抑制了离子迁移和相变。同时，PY-F与PbI₂反应形成了一种新型1D钙钛矿结构（PYFPbI₃），并与3D钙钛矿构成异质结，进一步提升了材料的稳定性。优化后的刚性钙钛矿太阳能电池实现了25.39%的功率转换效率，柔性器件效率也达到24.26%，均处于同类研究的领先水平。值得一提的是，未封装的器件在连续光照下进行350小时的最大功率点跟踪后，仍能保持90%的初始效率，远优于对照组（仅剩45%）。此外，柔性器件在1000次弯曲循环后仍能维持97%的性能，展现出优异的机械稳定性。这项研究通过创新的化学键管理策略，成功提升了甲脒基混合卤化物钙钛矿太阳能电池的效率和长期稳定性，为钙钛矿光伏技术的商业化应用提供了新思路。

此外，应用纳米光子学团队还与北京理工大学陈棋教授合作，在《Energy Material Advances》（影响因子：14.9，中科院一区）期刊上发表了题为“Chemical Bond Management of FA-Based Mixed Halide Perovskites for Stable and High-Efficiency Solar Cells”的研究成果。深圳北理莫斯科大学为第一通讯单位，刘娜副教授为第一作者兼通讯作者，常帅教授、陈棋教授为共同通讯作者。

该研究针对准二维钙钛矿太阳能电池中普遍存在的相分布不均和激子解离效率低等难题，设计了一种兼具路易斯碱特性和氯离子功能的新型丁脒氯化物（BI），成功破解了上述挑战，为稳定高效钙钛矿光伏技术提供了新思路。研究团队通过引入BI分子，利用其脒基（NH=CNH₂）与[PbI₆]^4-八面体间的强路易斯碱作用，优化结晶动力学，促使薄膜形成高度取向的晶体结构。同时，氯离子有效抑制了低n值相的生成，使薄膜呈现均匀的n=4主导相分布。通过同步辐射掠入射X射线散射（GIWAXS）和光致发光光谱证实，BI处理后的薄膜结晶度显著提升，激子结合能从231 meV降至180 meV，有效促进了电荷分离。实验结果表明，优化后的准二维钙钛矿太阳能电池展现出卓越的性能。此项工作不仅为准二维钙钛矿太阳能电池的效率提升提供了分子设计新范式，也为解决低维钙钛矿中电荷传输与相稳定性难题开辟了路径。

深圳北理莫斯科大学应用纳米光子学团队负责人为常帅教授，团队成员包括刘娜副教授、朱亚楠高级讲师，以及两名博士后、若干名博士及硕士研究生，依托学校“应用纳米光子学平台”开展相关研究工作。团队面向光电新材料、新型显示、新能源等深圳市“20+8”产业集群，开展以纳米光电材料、印刷显示器件、光伏能源器件等为代表的新型光电技术研究，致力于探寻新的光电材料、发展新的光电器件制备工艺，力求取得原创性技术突破，解决关键核心技术自主化、国产化难题，实现从材料突破到系统集成应用的一体化研究体系，为实现光电材料与技术“弯道超车”做出贡献，并推动相关产业链转型升级。