发展新型光伏技术是解决全球能源危机，实现可持续发展的关键策略。钙钛矿太阳电池作为新一代太阳电池技术，凭借其卓越的能量转换效率和成本优势引领着能源领域的革新潮流。然而，常用的铅卤钙钛矿材料面临着晶格内部离子迁移以及相稳定性较差的问题，这不仅导致了器件性能的衰减，也极大地限制了其在实际应用中的潜力。当前，科研界正聚焦于通过在钙钛矿材料表面、晶界或界面引入具有强电负性的氟离子（F⁻），以增强材料的稳定性与器件性能。尽管此类修饰策略在提升钙钛矿材料性能方面展现出显著潜力，但在直接掺杂进入钙钛矿薄膜晶格中的研究方面，目前尚未有报道。本研究旨在通过创新技术手段，克服现有技术瓶颈，进一步推动钙钛矿太阳能电池技术的成熟与广泛应用。

近日，西安电子科技大学的常晶晶教授课题组发展了一类新型的可挥发增溶性配体-吡啶卤化物，用来辅助溶解PbF₂，这一创新技术使得氟离子（F⁻）能够直接融入钙钛矿晶格中。研究结果发现由于F⁻与钙钛矿中常用的卤素离子（如I⁻和Br⁻）之间的离子半径差异较大，F⁻趋向于占据钙钛矿CsPbI₂Br的间隙位置，而非形成八面体骨架结构，这一发现为F⁻的引入提供了新的途径。此外，该方法具有一定的普适性，不仅适用于全无机钙钛矿材料，还能应用于有机-无机杂化钙钛矿体系。这一成果不仅为钙钛矿材料的性能优化提供了新的策略，也为推动钙钛矿光电器件等应用领域的发展提供了可能，具有重要的科学与应用价值。

F−的强电负性显著增强了CsPbI₂Br中离子间的结合能，有效抑制了钙钛矿材料内部缺陷的形成。值得注意的是，F⁻的引入并未在材料的能带隙内引入任何局部的浅或深能级缺陷态。微量的F⁻（0.2%）掺杂不仅能增大钙钛矿薄膜的晶粒尺寸，延长载流子寿命，改善表面疏水性，而且同时抑制了离子迁移和相分离现象，进一步优化了钙钛矿材料的电学性能和稳定性。

其掺杂钙钛矿太阳电池的性能和稳定性都得到了显著提升。在标准太阳光AM 1.5G条件下，CsPbI₂Br器件效率达到了17.78%，相较于未处理的钙钛矿器件显著提高了22%。在室内光照条件下，F⁻诱导的缺陷抑制对器件性能提升更为显著，效率从30.43%提升至38.01%。该器件还展示出优异的稳定性，在∼ 20% RH储存（或连续光照）条件下，经过1000多个小时，仍能保持初始效率的98%（94%）。此外，F⁻也可以借助这种增溶性配体直接引入到有机-无机杂化钙钛矿晶格中，大大抑制了离子迁移并稳定了晶相，从而获得了高效稳定的两步法制备的FAPbI₃器件，其效率达到了25.10%。

在本项研究中，常晶晶教授领衔的团队创新性地提出了一种在钙钛矿晶格中直接引入强电负性的氟离子（F⁻）的策略，有效抑制了钙钛矿离子的迁移，并显著增强了晶相的稳定性。这一成果标志着首次在钙钛矿薄膜晶格中实现F⁻的直接引入，为提升钙钛矿器件的性能与稳定性开辟了新的技术途径和方法。