金属卤化物钙钛矿是太阳能电池中较理想的光吸收材料，目前钙钛矿太阳能电池已经实现了超过26%的光电转换效率。两步成膜法制备钙钛矿薄膜是获得高效率钙钛矿太阳能电池的普适方法。在两步法制备薄膜过程中，主要克服的困难在于有机铵盐和碘化铅（PbI₂）薄膜不完全反应，导致形成的钙钛矿薄膜中存在过多PbI₂，从而影响器件的效率和稳定性。

有机阳离子或其构成的低维钙钛矿作为添加剂可降低PbI₂薄膜的致密性，使得铵盐和PbI₂反应更充分，进而减少钙钛矿薄膜中过量PbI₂引起的电子缺陷，提升钙钛矿薄膜质量。

近日，浙大宁波理工学院的刘洋博士、刘秋菊博士和王海桥教授、重庆师范大学张岩教授、厦门大学白华教授合作，设计合成了一种多氟取代双铵阳离子（八氟联苯二铵，OFPP），OFPP在PbI₂薄膜中不会形成任何低维度钙钛矿，而是通过与I^-离子结合改变了PbI₂薄膜的晶体排列，降低PbI₂薄膜的致密性，从而使得铵盐和PbI₂充分反应，改善钙钛矿薄膜质量，获得了高效率的钙钛矿太阳能电池和大面积组件。

密度泛函理论计算表明，OFPP阳离子可以有效钝化钙钛矿薄膜缺陷。X射线光电子能谱测试结果进一步表明了OFPP与钙钛矿之间的形成较强的作用，进而起到缺陷钝化的作用。

基于OFPP的小面积钙钛矿太阳能电池实现了24.76%的光电转换效率，大面积（100.00 cm²）组件获得了21.04%的高效率。

综上所述，这项工作通过功能型有机双铵阳离子调控PbI₂薄膜的结晶过程以提升钙钛矿薄膜的质量，获得高效率的钙钛矿太阳能电池和大面积组件，展示了开发新型有机阳离子添加剂对提升钙钛矿太阳电池性能的重要意义。