钙钛矿光伏技术发展迅猛，其小面积电池的实验室认证效率已突破27%。然而，该技术的产业化进程面临重大挑战：高性能器件的制备通常需在严格控湿控氧的手套箱惰性气氛中进行，以规避环境湿度对钙钛矿前驱体溶液及成膜过程的侵蚀。这一严苛的制备条件显著增加了从实验室到量产线的技术转化难度，并提高了生产成本，限制了其与现有工业体系的兼容性。当制备工艺尝试从手套箱旋涂转向更适宜规模化生产的环境印刷时，钙钛矿材料本征的结构不稳定性与环境湿度的侵入产生协同效应，严重影响其结晶相转变路径与薄膜质量，最终造成器件性能恶化。

  针对这一关键瓶颈，我院赵奎教授团队创新性地提出了一种“双向功能化学键合”策略。该策略利用一类芳香脒基配体，同时与钙钛矿晶格中的[PbI₆]⁴⁻八面体形成强配位键，并与甲脒阳离子(FA⁺)产生氢键相互作用，从而实现对大气环境下印刷制备钙钛矿薄膜结晶过程的精准调控与成膜优化。研究结果表明，芳香配体中的甲脒基团可与[PbI₆]⁴⁻八面体形成稳定的化学配位，这不仅延缓了晶核的过早生成，同时拓宽了钙钛矿的重结晶窗口，为实现均匀的晶体堆积、获得优化的薄膜形貌奠定了基础。研究团队进一步通过对配体芳香骨架进行构型设计，以三唑环替代传统的苯环，显著增强了配体与Pb²⁺的配位亲和力，从而更好地调控结晶速率。同时，功能化配体与FA⁺之间的氢键作用，能够稳定前驱体溶液，延长其在空气中的存储时间，并在印刷成膜过程中促进中间相向光活性钙钛矿相的完全转变，有效提升了薄膜的相纯度。基于上述策略，环境印刷制备有效面积为0.09 cm²和1.04cm²的电池效率分别达到25.57%和23.98%，5×5 cm²微型模组效率达到22.98%（孔径面积：13.2 cm²）。尤为重要的是，该优化策略在不同溶剂体系及高湿度制备环境（80% RH）下均展现出良好的普适性，显著提升了器件的性能和稳定性。

  本工作为大气环境印刷制备钙钛矿光伏器件提供了一种行之有效的材料设计与结晶动力学调控方法。通过双重化学键合策略，同步解决了环境兼容性、结晶控制与薄膜放大制备难题，为推进钙钛矿光伏技术的低成本、产业化发展提供了新思路。相关研究工作以“Dual-Functionalized Bonding Management via Aromatic Formamidine Ligands Enables 25.57%-Efficient Ambient-Printed Perovskite Solar Cells”为题，发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》。我院2023级硕士研究生刘秀洁为论文第一作者，牛天启博士和赵奎教授为共同通讯作者（论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202520159）。

  该工作得到了国家自然科学基金、教育部中央高校基金，陕西省重点研发计划、西安市科协青年人才托举计划、材料科学与工程学院青年拔尖人才计划专项基金等项目支持资助。

                                                 撰稿：刘秀洁 牛天启 审核：刘治科