近日，上海科技大学物质科学与技术学院濮超丹课题组和宁志军课题组在纳米晶配体调控与钙钛矿光电材料研究中取得新进展：通过配体辅助的阳离子反应活性调控，显著提升无铅锡基钙钛矿纳米晶的空气稳定性；开发了内配位硝酸根表面工程策略，协同改善NiOₓ水性墨水的分散稳定性与器件界面性能，实现了高效、稳定的钙钛矿太阳能电池。两项成果分别发表于国际学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）和《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。
调控A位阳离子反应活性，提升无铅锡基钙钛矿纳米晶空气稳定性
无铅锡基卤化物钙钛矿纳米晶在发光显示、光电探测等领域具有应用潜力，但易氧化、稳定性不足始终制约着其发展。濮超丹团队提出一种配体辅助的化学势调控策略，将研究重点从传统的“稳定锡离子”转向“调节A位阳离子反应活性”。研究以CsSnBr₃纳米晶为模型，利用十二烷基苯磺酸配体对Cs⁺和Sn²⁺的不对称相互作用，选择性降低Cs⁺的有效反应活性，促进Sn²⁺在结晶过程中进入晶格，减少晶格锡空位的同时降低表面Sn²⁺暴露，为破解锡基钙钛矿的氧化稳定性难题提供了新思路。
研究揭示了配体调控阳离子相对反应活性对产物组成、成核路径和生长过程的影响，并进一步支持了晶格锡空位对空气稳定性的关键作用。优化后的CsSnBr₃纳米晶薄膜初始光致发光量子产率达到约4.7%，在空气及环境光照下放置60小时后，仍保持超过92%的钙钛矿相和81%的初始发光性能。该策略还成功拓展至CsSnCl₃、FASnBr₃和CsSnI₃体系，显示出跨A位与卤素组分的适用性。这项工作表明，配体不仅能够保护纳米晶表面，还可以通过调控前驱体反应活性及体相–表面离子分布，从材料形成源头改善缺陷、提升稳定性。
配图(上)，调控Cs+和Sn2+相对反应活性对产物空位和表面组成的影响；配图(下)，不同Cs+和Sn2+活性条件下合成的得到的CsSnBr3纳米晶体的结构和发光稳定性
论文发表于《德国应用化学》，上海科技大学为第一单位，濮超丹教授为通讯作者，博士研究生顾欣辉为第一作者。
论文标题：Ligand-Enabled Chemical-Potential Modulation of A-Site Cation Reactivity Stabilizes Tin Halide Perovskite Nanocrystals
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.4522068
内配位硝酸根协同改善NiOₓ水性墨水与分子界面，实现高效稳定钙钛矿太阳能电池
NiOₓ纳米颗粒是倒置钙钛矿太阳能电池的重要空穴选择性材料，但其水性墨水易团聚、制备窗口狭窄，且表面化学难以精准调控，影响了薄膜加工与自组装单分子层（SAM）的有效锚定。濮超丹和宁志军研究团队合作开发了一种内配位硝酸根表面工程策略：通过可控洗涤，在Ni(OH)₂沉淀中有意保留少量硝酸镍，并在后续煅烧转化过程中形成与NiOₓ表面直接配位的硝酸根配体。所得NiOₓ水性墨水在高达40 mg/mL的浓度下可稳定分散超过30天，经0.22微米滤膜过滤后的透过率约为95%，显著改善了水性加工性能。
研究进一步在保持纳米颗粒尺寸约7纳米的同时调控表面硝酸根覆盖度，实现了颗粒尺寸与表面配体含量的解耦。表面内配位硝酸根可在后续处理中被膦酸类SAM分子有效置换，促进MeO-2PACz等分子的锚定与负载，增强空穴提取、抑制界面非辐射复合。基于硝酸根富集NiOₓ/SAM界面的倒置钙钛矿太阳能电池，最高光电转换效率由对照器件的24.4%提升至26.1%；封装器件在65℃、一个太阳光强条件下进行最大功率点跟踪，约1100小时后仍保持80%的初始效率。这项研究将胶体稳定性与器件界面优化贯通起来，为可重复的水性纳米颗粒加工及高效稳定光电器件提供了简便的表面化学调控路径。
配图a，拥有硝酸根配体的NiOx纳米晶体的制备策略示意图；配图b，不同表面配体的NiOx纳米颗粒在水中分散性对比；配图c，不同表面硝酸根含量的NiOx纳米晶体吸附自组装分子（SAMs）的数量；配图d-g，不同表面硝酸根含量的NiOx纳米晶体制备的钙钛矿太阳能电池的表现。
论文发表于《先进功能材料》，上海科技大学为第一单位，濮超丹教授和宁志军教授为通讯作者，硕士毕业生刘孟加薇和博士毕业生周炜为共同第一作者。
论文标题：Inner-Sphere Nitrate Enables Highly Stable Aqueous NiOx Nanoparticle Inks and Promotes Phosphonic-Acid SAM Anchoring for Efficient Inverted Perovskite Solar Cells
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.78502
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