近日，化工学院泰山学者特聘专家唐群委教授与段加龙教授等人在钙钛矿太阳电池领域取得最新进展，相关成果以“Custom-Tailored Covalent Organic Frameworks Enable Micro-Spatial All-Components-Delocalized Crystallization for Perovskite Photovoltaics”为题发表在材料能源类顶刊Advanced Energy Materials上（中科院一区TOP，影响因子：26.0），第一作者为硕士生张晨龙。

钙钛矿太阳能电池因其出色的光电转换效率而被视为下一代最有应用潜力的光伏技术之一。传统钙钛矿薄膜在制备过程中结晶反应速度过快，往往容易生成不利于器件性能的中间相与各类缺陷。为突破这一瓶颈，团队聚焦于具有可定制化特性的共价有机框架材料，通过对COF非骨架基团（如-F、-H、-OC₂H₅等）进行精准设计，实现了COF与钙钛矿组分之间的多重作用。理论与实验结果表明，相较于其它给电子基团，引入含强吸电子氟原子能够诱导产生局部不对称的电子分布，从而在COF骨架上同步构建三个功能中心：受体单元上的负电性路易斯碱中心、给体单元上的正电性π酸性中心，以及侧链上的氢键中心。这三个功能位点可分别与钙钛矿中的铅离子、游离碘离子及甲脒有机阳离子发生离散式相互作用。借助这种多位点协同作用，研究实现了微观尺度内对钙钛矿组分扩散与结晶行为的精细调控，进而有效钝化缺陷。得益于薄膜质量的显著提升与缺陷的有效抑制，所制备的反式钙钛矿太阳能电池获得了高达26.02%的光电转换效率，并在严苛测试条件下展现出优异的稳定性。该工作为通过分子工程策略调控钙钛矿结晶与缺陷钝化提供了新思路。

以上研究成果得到国家自然科学基金项目、山东省泰山学者计划专项基金等项目的支持。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202505867