溶液法制备的金属卤化物钙钛矿材料被认为是最有前途的半导体材料之一，在发光二极管(LED)、太阳能电池和激光器等领域有着广泛的应用前景。目前，各种添加剂已被广泛应用于钙钛矿前驱体溶液中，旨在通过钝化缺陷和控制结晶度来提高形成的钙钛矿薄膜的质量。尽管添加剂对缺陷钝化的作用已得到了广泛研究，但关于添加剂对钙钛矿晶化过程的影响还缺乏深入的了解。

鉴于此，南京工业大学王建浦教授，黄维院士，王娜娜报道了展示了具有垂直晶体取向的FAPbI₃钙钛矿的通用添加剂辅助晶体形成途径。

文章要点

1）研究发现钙钛矿的结晶过程是由添加剂与前驱体溶液中的碘甲酰胺（FAI）相互作用决定的。含氨基(-NH₂)的添加剂能与FAI形成中间结构，使前驱体中游离的FAI耗尽，有利于旋涂初期低维钙钛矿片的垂直生长，从而使FAPbI₃在退火过程中晶界较少，结晶度较高。相反，与FAI相互作用较弱的添加剂，如羧基(-COOH)分子，对结晶过程的影响较小，主要是钝化卤化物空位的缺陷。

2）基于这一认识，研究人员进一步展示了一种高性能NIR钙钛矿LEDs(~800 nm的发射峰)，其外量子效率（EQE）达到创纪录的22.2%，并且通过加入一种新型的多功能添加剂2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙酸（AEAA）来控制结晶度和钝化各种缺陷位，从而大大提高了稳定性。

这项研究提出了高质量发光钙钛矿添加剂的通用选择规则。

参考文献

Zhu, L., Cao, H., Xue, C. et al. Unveiling the additive-assisted oriented growth of perovskite crystallite for high performance light-emitting diodes. Nat Commun 12, 5081 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-25407-8

https://doi.org/10.1038/s41467-021-25407-8