基于二维（2D）前驱体分子的表面处理在三维（3D）铅卤钙钛矿（PVSK）上取得了巨大成功，但对改性机制的深入理解仍然是一个迫切的需求。
本文
中南大学周聪华等人
通过研究烷基链长度对烷基铵盐（XI）与3D PVSK基体之间反应动力学的影响，考察了3D PVSK基体的表面形貌和晶体学特性。结果表明，无论是在3D PVSK上旋涂XI还是通过碳电极渗透XI（在“原位修复”过程中），3D PVSK的平均晶粒尺寸都会增加。观察到3D PVSK的二次生长，这与离子交换反应有关。延长烷基链长度有利于二次生长。此外，还研究了2D PVSK的形成动力学，发现增加烷基链长度可以提高2D PVSK的产率。这些观察结果通过烷基链的位阻效应进行了深入讨论。3D PVSK的结晶度提高和2D PVSK产率的增加有助于加速电荷提取并减少PVSK与碳电极（CE）界面处的复合。通过调节XI分子的烷基链长度以及XI分子与炭黑的质量比，可以缓解“原位修复”效应。
基于碳电极的无空穴传输层平面钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE）从14%提升至17%，并通过使用较厚的碳电极进一步提升至20.4%。得益于XI分子长烷基链的疏水性，未封装器件在高湿度环境（RH≈85%）下实现了长期稳定性，同时实现了长达6400小时的储存稳定性。本研究加深了对基于2D前驱体改性策略的理解。
文章亮点总结
3D钙钛矿的二次生长
：研究发现，烷基铵盐（XI）与3D钙钛矿基体之间的离子交换反应触发了3D钙钛矿的二次生长，导致晶粒尺寸增大，结晶度提高，从而减少了缺陷并提升了器件性能。
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2D钙钛矿产率的提升
：通过延长烷基链长度，2D钙钛矿的产率显著增加。长烷基链的位阻效应使得更多的XI分子参与反应，促进了2D钙钛矿的形成，进一步改善了PVSK与碳电极界面的电荷提取和复合过程。
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原位修复效应与稳定性提升
：XI分子在碳电极中的渗透和扩散过程受到烷基链长度的影响，长烷基链分子表现出“缓释效应”，减缓了修复过程，但最终提升了器件的功率转换效率（PCE）至20.4%。此外，长烷基链的疏水性显著提高了器件在高湿度环境下的稳定性，未封装器件在85%相对湿度下表现出优异的长期稳定性。
Jiao Ma, Xiaohan Yu, Yuhuan Xiao, De’en Guo, Mei Fang, Han Huang, Conghua Zhou,
Secondary growth of three-dimensional lead halide perovskite during the alkylammonium salts induced “in-situ healing” strategy,
Journal of Energy Chemistry,2025,ISSN 2095-4956,
https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.02.025.
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