近年来，单结与叠层钙钛矿太阳能电池的光电转换效率快速攀升，使钙钛矿太阳能电池成为下一代光伏技术最具竞争力的候选方案。持续提升器件效率仍是核心研究目标，体相添加剂与表面钝化是目前十分有效的技术路径。其中，氨基类阳离子添加剂被大量用于缺陷调控，诱导形成低维钙钛矿及其衍生物，同步提升单结与叠层器件性能。
相较于三维钙钛矿，低维钙钛矿具备多重优势：缺陷钝化效果更佳、稳定性提升、离子迁移受到抑制。多种氨基物种（单氨基、双氨基阳离子及混合阳离子体系）均被证实能够有效钝化缺陷、优化载流子输运。例如，在埋底界面构筑氨基基二维钙钛矿层，可以促进薄膜均匀结晶并钝化缺陷；氨基阳离子能够产生偶极钝化效应，优化欧姆接触，实现太阳能电池中空穴的高效抽取。除光伏器件外，氨基基低维钙钛矿也广泛应用于光电探测器、发光二极管等光电器件。
尽管氨基类阳离子优势显著，但存在固有短板：氢键作用力偏弱、酸解离常数较低，限制缺陷钝化效果与长期稳定性。与此同时，传统一维、二维氨基基低维钙钛矿仅能对无机铅碘骨架实现部分保护，大量晶面裸露，易受环境侵蚀发生降解。上述难题在全钙钛矿叠层太阳能电池中更为突出，体系内窄带隙锡铅混合钙钛矿子电池极易氧化。
目前已认证的全钙钛矿叠层电池最高效率可达 30.1%，但工作稳定性仍存在明显短板：现有效率超过 28% 的顶级器件通常在约 1000 小时内性能就出现显著衰减，这是商业化进程中的关键阻碍。综上，亟需突破传统氨基阳离子体系，开发新型阳离子，实现全方位结构保护与优异本征稳定性。相关技术不仅可以推动单结、叠层钙钛矿电池发展，也将赋能各类钙钛矿光电器件。
武汉大学柯维俊团队设计一类三甲基鏻基阳离子 —— 苄基三甲基鏻（BTP），分子以磷原子为中心，搭配富氢甲基取代基。磷原子替代氮原子并引入甲基取代基，大幅提升酸解离常数，抑制霍夫曼消除，降低双分子亲核取代反应概率。与传统铵盐类阳离子相比，该阳离子解离抗性显著增强，缺陷钝化能力更优异。除自身化学稳定性外，单晶解析证实，苄基三甲基鏻可自组装形成一维类钙钛矿结构，无机铅碘骨架被阳离子完整包裹，赋予材料优异的热稳定性与耐湿性。
将氯化苄基三甲基鏻（BTPCl）掺入窄带隙锡铅钙钛矿薄膜，薄膜光电性能与稳定性得到明显改善。最终，带隙1.25 eV 单结钙钛矿太阳能电池光电转换效率达到 24.19%；全钙钛矿叠层器件光电转换效率 30.17%，开路电压 2.224 V；持续最大功率点追踪条件下，器件维持 90% 初始效率的寿命（T90）超过2000 小时。该策略同时优化了带隙 1.77 eV 钙钛矿太阳能电池与绿色钙钛矿发光二极管的性能，证明一维三甲基鏻阳离子构筑的类钙钛矿结构具备广阔应用前景，有望成为先进钙钛矿光电器件的通用稳定化平台。
武汉大学柯维俊：武汉大学物理科学与技术学院教授、博士生导师，入选国家青年人才项目、武汉英才、国际先进材料学会终身会士、全球高被引科学家。H因子73，单篇最高被引>1300次，总被引用>20000次。代表性学术成果以通讯作者（含共同通讯）和第一作者身份发表在Nature (1篇), Nat. Photonics (2篇), Nat. Nanotechnol. (1篇), Nat. Commun. (7篇), Sci. Adv. (3篇), Adv. Mater. (18篇)，J.Am.Chem.Soc. (6篇), Joule (2篇)，Energy Environ. Sci. (5篇), Sci. Bull. (4篇)等学术期刊上，通讯/第一作者论文累计19篇入选ESI高被引，7篇入选ESI热点。获授权9项中国发明专利和2项美国发明专利，出版专著一本《氧化锡与钙钛矿太阳能电池》(科学出版社)。主要从事新型半导体光电子材料与器件的理论、设计、制备和应用化研究，特别是新型钙钛矿太阳能电池、探测器和发光二极管领域的研究。https://www.nature.com/articles/s41566-026-01972-6
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