有机金属卤素钙钛矿具有较差的热稳定性,因此在对钙钛矿薄膜退火的时候,会造成有机阳离子的挥发,从而加快钙钛矿的分解,形成大量未配位的Pb2+。此外,卤素离子的挥发和氧化也会在钙钛矿的表面和晶界处留下大量未配位的Pb2+。这些Pb2+缺陷对环境条件(例如湿度、氧气等)十分敏感,因此当钙钛矿暴露在潮湿的空气中时,会快速分解。此外,未配位Pb2+缺陷会充当载荷子陷阱,通过非辐射路径增加电荷的复合,大大减小太阳能电池的效率和稳定性。研究发现,含有羰基、氨基等基团的有机分子中含有孤对电子,可以与钙钛矿中的Pb2+缺陷配位,有助于提高其稳定性。课题组致力于合成含有这些功能团的有机分子,采用界面调控、表面钝化、添加剂工程等多种方法来改善钙钛矿基太阳能电池的稳定性。