在11月1日这一科学探索的重要时刻，一篇题为“Cation Reactivity: The Key to Enhancing Perovskite Solar Module Efficiency and Stability”的研究论文，在享有盛誉的《Science》杂志上闪耀登场。该论文由华北电力大学的丁勇教授领衔，携手苏州大学的丁斌教授、西湖大学的石鹏举博士与李亚辉博士研究生，以及瑞士洛桑联邦理工学院的Jan Romano-deGea博士共同撰写。此外，这项研究还得益于洛桑联邦理工学院的Mohammad Khaja Nazeeruddin教授、Paul J. Dyson教授、赵康宁教授、盛江博士，以及西湖大学的王睿研究员等学者的鼎力支持与合作。
在这项开创性的研究中，科研人员巧妙地将N,N-二甲基亚甲基氯化物融入钙钛矿前驱体溶液中，这一创新举措不仅成功引入了二甲基铵阳离子，还意外地发现了此前未被记录的甲基四氢三嗪（[MTTZ]+）阳离子。这两种阳离子的协同作用，为钙钛矿薄膜的光热稳定性带来了前所未有的提升。
研究深入揭示了N,N-二甲基亚甲基亚胺氯化物在钙钛矿前驱体中的独特作用：它能够原位生成二甲基铵和甲基四氢三嗪这两种新型阳离子。这些阳离子的诞生，不仅显著优化了钙钛矿薄膜的光电性能，更在更深层次上改变了其物理和化学特性。
尤为值得一提的是，甲基四氢三嗪阳离子的原位生成，显著提高了碘空位的形成能，并大幅提升了碘离子和铯离子的迁移能垒。这一发现，为有效抑制由热分解和相分离等不利因素导致的器件性能下降，提供了强有力的科学支撑。
经过精心优化，所制备的光伏组件在27.2平方厘米的孔径面积上，实现了高达23.2%的认证效率，且稳定效率同样达到了令人瞩目的23.0%。更为难能可贵的是，封装后的光伏组件在经历长达1900小时的最大功率点追踪测试后，即便在85°C的高温和85%的相对湿度这一严苛环境下，仍能保持87.0%的初始效率。
本研究不仅揭示了甲基四氢三嗪离子在增强钙钛矿结构稳定性、抑制离子迁移与相分离方面的卓越能力，还为提高大面积钙钛矿薄膜的光热稳定性提供了全新的视角和策略。这一重要发现，无疑为后续设计与制备大面积、高效率、高稳定性的钙钛矿光伏组件，开辟了全新的道路和可能。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado6619
