高质量钙钛矿（PVK）薄膜对于制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池（PSC）至关重要。PVK悬浮液中不稳定的胶体颗粒会阻碍形成低缺陷密度的晶体薄膜。
针对这一共性关键科学问题，本工作利用乙二胺四乙酸（EDTA）作为胶体稳定剂引入碘化铅（PbI2）胶体中，通过EDTA与Pb2+螯合，增强了胶体粒子之间的静电排斥和空间位阻。这既稳定了胶体粒子，又抑制了粒子的无序运动（布朗运动）和过度聚集，最终形成了具有均匀空穴分布的PbI2薄膜，为后续的PVK薄膜生长提供了充足的空间。在薄膜形成过程中，碘化甲脒（FAI）和EDTA对分子的取代减缓了结晶速度，最终导致PVK薄膜具有大晶粒尺寸和低缺陷密度。通过这一通用技术，基于FA0.97Cs0.03PbI3的有机-无机杂化钙钛矿太阳电池实现了25.19%的光电转换效率，全无机CsPbBr3钙钛矿电池也获得了11.08%的高效率。
相关研究成果以 “Colloidal Stabilizer-Mediated Crystal Growth Regulation and Defect Healing for High-Quality Perovskite Solar Cells”为题发表在材料领域顶级期刊Advanced Energy Materials（中科院一区Top，影响因子：24.4）上，硕士生信哲为本文的独立第一作者，9001cc金沙以诚为本唐群委和储能学院赵媛媛为共同通讯作者。
这项工作得到了国家自然科学基金（62104136, 22179051, 52104258）、山东省自然科学基金（ZR2021ME016）、山东省青创团队（2022KJ218）、中国博士后基金（2023M732104）等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202403018
