钙钛矿太阳能电池，下一代光伏的“当红炸子鸡”。

但有个问题一直卡着它的脖子——怕水怕氧。传统方法需要在充满氮气的手套箱里操作，限制了大规模生产。

刮涂法是一种很有潜力的工业路线。但它有一个“死亡窗口”：从涂布到加热的这段时间里，湿膜中的不稳定中间相直接暴露在空气中，环境中的水分和氧气会趁虚而入，把结晶过程搅得一塌糊涂。

针对这一痛点，大连交通大学张治华、中科院大连化物所杨栋团队与刘生忠教授合作，开发了一种“表面限域保护”策略，在钙钛矿薄膜表面形成一层“防水铠甲”。

成果于2026年7月14日发表于《自然·通讯》。

空气中刮涂制备的无甲胺钙钛矿太阳能电池效率达到26.14%（认证25.75%），并在1300小时连续光照下保持了93.11%的初始效率。

给湿膜穿上“临时雨衣”

问题的根源在于，刮涂后到退火前的预退火阶段，暴露在空气中的湿膜是“不设防”的。团队的办法是，在前驱体溶液中加入一种“智能添加剂”——二丙基铵三氟乙酸盐（DPTA）。

DPTA能在钙钛矿湿膜表面自发形成一层致密的自组装保护层。它像一个临时屏障，把脆弱的关键中间体（PbI₂·NMP加合物）保护起来，免受湿气和氧气的侵蚀。

同时，DPTA的多功能离子性质还能通过强配位和氢键作用与钙钛矿晶格相互作用，减少体相和界面缺陷。

干燥，不仅是表面

第一，结晶路径被“保护”了。

原位XRD显示，在高湿度（85% RH）下，对照组的δ-FAPbI₃形成被完全抑制；而DPTA处理的样品依然能检测到δ-FAPbI₃的特征峰。深度剖析XPS证实，DPTA确实只在表面形成了一层保护层。

第二，缺陷少了，非辐射复合被抑制。

DPTA处理的薄膜缺陷密度显著降低，电子缺陷从对照组的2.20×10¹⁵ cm⁻³降至0.58×10¹⁵ cm⁻³，同时载流子寿命显著延长。

第三，残存应变被释放了。

GIXRD分析表明，DPTA处理有效释放了薄膜内部的残余应力，这对其长期稳定性至关重要。

效率和稳定性的双赢

在性能上，DPTA处理后的器件取得了26.14%的效率（认证25.75%），填充因子高达84.52%。

在稳定性上：

• 光照稳定性：未封装器件在1300小时连续1太阳光照下，仍保持93.11% 的初始效率，而对照组仅剩68.68%。
• 热稳定性：在85°C加热1200小时后，仍保持91.75% 的初始效率。
• 抗湿性：在>60% RH环境中老化，对照组9天后δ相占比已超过α相，而DPTA组9天才刚开始出现δ相。

研究意义

第一，为钙钛矿的大规模工业化生产扫清了道路。

无需昂贵的手套箱，在普通空气环境中就能用刮涂法制备高效器件。DPTA的“表面限域保护”策略，为低成本、大规模生产钙钛矿光伏组件提供了可行的材料方案。

第二，从根源上解决了“预退火”阶段的降解问题。

不是事后修补，而是在最容易出问题的阶段主动保护。这种思维对易受环境影响的其他溶液加工材料也有借鉴意义。

论文信息：Surface-confined protection stabilizes pre-annealing crystallization for ambient blade-coated perovskites，Nature Communications，2026，DOI: 10.1038/s41467-026-75053-1

一句话总结：DPTA自发形成表面保护层→保护PbI₂·NMP关键中间相→抑制缺陷与残余应力→26.14%效率（认证25.75%）→1300小时光照保持93.11%效率。