钙钛矿太阳能电池（PSCs）近年来取得了显著的成功，其能量转换效率（PCE）现已可媲美传统的晶硅太阳能电池，使其成为最具前景的光伏技术之一。

PSCs的性能与其钙钛矿薄膜的结晶质量密切相关。使用适当的添加剂可以加速钙钛矿薄膜的成核速率并延缓晶体生长。在两步法中，向钙钛矿前驱体溶液中添加二甲基亚砜（DMSO）是一种被广泛采用的调节钙钛矿薄膜结晶过程的添加剂策略。然而，由于DMSO的高沸点及其与PbI₂的强相互作用，DMSO无法完全从薄膜中去除，残留的DMSO会导致孔洞的形成，缺陷态密度高，从而对器件性能产生负面影响。因此，确定一种能够在退火后完全去除，并且同时能够调节结晶过程的添加剂至关重要。

近日，苏州大学的王照奎教授和娄艳辉教授合作，设计了一种利用电子离域效应调控钙钛矿结晶过程的策略，实现完美的结晶延缓效果，同时确保了残留添加剂的去除，实现高性能钙钛矿太阳能电池。

作者利用苯环的电子离域效应实现了完美的结晶延缓效果，同时确保了添加剂的完全去除。甲苯基亚砜（MPSO）和二苯基亚砜（DPSO）在结构上类似于DMSO，均以苯环取代DMSO中的甲基，以减少亚砜基团氧原子周围的电子云密度。这种改性减弱了添加剂与PbI₂之间的相互作用，从而使添加剂不仅能够形成中间相延缓钙钛矿薄膜的结晶生长过程，而且在退火过程中能够完全去除残留添加剂，有助于形成高质量的钙钛矿薄膜。

由于MPSO/DPSO的电子离域效应，亚砜基团氧原子周围的电子云密度逐渐降低。这有力地证明了苯环的加入减少了氧原子周围的电子云，进而削弱了添加剂分子与PbI₂之间的相互作用，促进了退火过程中残留添加剂的去除。

同时，作者利用原位GIWAXS监测了钙钛矿结晶过程，证明了MPSO-PbI₂中间相在退火过程中延缓钙钛矿结晶的作用，由于有效去除了残留添加剂，结晶质量得到最显著的改善。

最终，优化后的钙钛矿薄膜展现了优异的结晶质量，载流子寿命以及传输效率得到提高，且缺陷态密度显著降低，由此制备的钙钛矿太阳能电池实现了25.95%的能量转换效率（PCE），并具有出色的稳定性。该策略为调控钙钛矿结晶过程以提高光伏器件的整体性能提供了一种新颖的方法。