近日，赵一新教授团队通过设计具有较大空间位阻的功能阳离子，对离子交换过程进行动力学调控，成功实现了对最易发生离子迁移的甲胺铅碘（MAPbI₃）钙钛矿的表面端基化，获得了高效稳定的钙钛矿太阳能电池及组件。该研究对比两种具有不同空间位阻的季铵阳离子：乙基三甲基铵（ETA⁺）和苄基三甲基铵（BTA⁺），并制备了低维钙钛矿单晶。晶体结构解析表明，不同于ETA⁺形成一维（1D）钙钛矿，具有更大空间位阻的BTA⁺会形成一种独特的1.5D钙钛矿，其铅碘八面体连接方式兼具1D钙钛矿的面共享形式和2D钙钛矿的角共享形式。在对MAPbI₃钙钛矿表面处理过程中，BTA⁺具有的更大的空间位阻能够抑制形成1.5D钙钛矿的离子交换过程，从而实现了BTA⁺对MAPbI₃的表面端基化。相比于形成1.5D/3D的低维异质结，BTA⁺表面端基化对钙钛矿薄膜的缺陷钝化和能级调控效果更加显著。该方法还具有工艺窗口宽的优势，适用于大面积钙钛矿薄膜的表面端基化处理。