近日，上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心赵一新教授团队于国际顶尖材料科学期刊《先进材料》（Advanced Materials）上发表最新研究成果“Differential Ligand–Cation Interactions Enable 2D-Template-Induced Ordered Assembly for Efficient Tin-Based Perovskite Photovoltaics”。赵一新教授团队博士后邹瑜、博士研究生刘健，以及浦江国际学院博士研究生常一德为论文的共同第一作者。未来光伏研究中心赵一新教授、王耀助理研究员、王衍明副教授，以及河南大学段程皓研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、上海市科技创新行动计划、中国博士后科学基金等的支持。
高质量锡基钙钛矿薄膜制备主要面临二价锡极易被氧化以及结晶过程迅速不可控两大难题，导致薄膜缺陷多、稳定性差，当前领域内通常使用2D/3D混合维度锡基前驱体组分以优化结晶质量。但是，由于阳离子位阻较大、成核能垒较高，2D组分常常与3D相同步结晶，或比3D相更晚结晶，无法充分发挥高空间取向性2D钙钛矿的模板化作用，且2D/3D组分的空间不均匀分布对载流子高效输运及薄膜稳定性不利。
针对这一难点，研究团队首次提出了一种差异化配体−阳离子相互作用策略，通过精准定制不同维度相组分与配体分子间的相互作用模式，成功解耦了锡基钙钛矿中2D与3D相的结晶过程，实现了2D相模板的优先成核，并以此诱导3D相发生有序外延生长。基于这一策略制备的锡基钙钛矿薄膜具有高结晶质量和高取向性，形成了均匀稳定的2D/3D体相异质结构，最终使锡基钙钛矿光伏器件效率提升至16.6%，并且在持续光照和50°C加速老化条件下，其工况稳定性较对照组提升9倍，器件效率及稳定性均达到当前领域领先水平。本研究揭示了通过精准定制分子间相互作用以调控结晶动力学过程、实现低维模板诱导体相晶体有序组装的重要机制，为锡基钙钛矿材料研发及新型清洁能源技术应用提供了全新思路。
原文链接：
Differential Ligand–Cation Interactions Enable 2D-Template-Induced Ordered Assembly for Efficient Tin-Based Perovskite Photovoltaics. Adv. Mater., 2026, 38, e22717.
https://doi.org/10.1002/adma.202522717
作者简介
邹瑜
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心博士后（合作导师：赵一新教授）。分别于2019年、2024年在北京大学获得学士、博士学位，后加入上海交通大学溥渊未来技术学院开展博士后研究，研究方向聚焦于钙钛矿材料物性及其能源光电子学应用。以第一作者或通讯作者（含共同）在Science, Nature, Nat. Mater., Nat. Rev. Mater., Adv. Mater., Chem. Soc. Rev., Nano Lett.等国际高水平期刊发表论文10余篇，其中ESI高被引论文2篇，ESI热点论文1篇。主持国家自然科学基金青年项目（C类）、国家资助博士后研究人员计划、中国博士后科学基金面上资助、上海市“超级博士后”激励计划等。
王衍明
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心执行主任，副教授。曾在美国斯坦福大学获得博士学位，并于美国麻省理工学院担任博士后研究员。研究方向聚焦于先进能源材料的多尺度仿真与人工智能技术，已在Science、Nature Communications、Science Advances等国际高水平期刊发表60余篇论文，并担任Journal of Energy Chemistry青年编委等学术任职。
王耀
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心助理研究员。曾在苏州大学功能纳米与软物质研究院（FUNSOM）获得博士学位，并在上海交通大学环境科学与工程学院从事博士后的研究工作，研究方向聚焦于高性能钙钛矿太阳能电池的开发及应用。已在Nature, Joule, Adv. Mater., JACS, Angew. Chem.等国际顶级期刊上发表论文30余篇。
赵一新
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心主任，特聘教授。分别于2002年、2005年在上海交通大学获得学士、硕士学位，2010年博士毕业于Case Western Reserve University。2010-2013年在美国Penn State University和National Renewable Energy Laboratory进行博士后研究，2013年入职上海交通大学。先后获得国家青年特聘专家，教育部霍英东青年基金，上海市曙光学者，上海市优秀青年学术带头人，国家杰出青年科学基金。获得上海市自然科学奖一等奖，青山科技奖。十四五可再生能源重点研发总体专家组专家，现任中国化学会能源化学专委会委员，中国材料学会太阳能材料专委会委员，担任Journal of Energy Chemistry副主编，National Science Review，eScience，Science Bulletin，《化学学报》等期刊编委工作。在Science, Nature, Nat., Sustain., Nat. Mater., Nat. Sci. Rev., Sci. Adv., Nat. Commun., JACS, Angew. Chem., Adv. Mater., Chem. Soc. Rev., Joule, EES, ES&T等权威期刊发表论文200余篇，引用25000余次，2018-2025年连续八年入选科睿唯安的全球高被引科学家，1篇论文入选“2019年中国百篇最具影响国际学术论文”。
