由在环境条件下，CH₃NH₂分子可以快速地辅助制备钙钛矿薄膜导致钙钛矿太阳能电池（PSC），但缺乏机理研究以及生产中的可操作性不一致性。厦门大学Nanfeng  Zheng和Binghui Wu团队研究了CH₃NH₂-CH₃NH₃PbI₃晶体的结构，涉及氢键（CH₃NH₂-CH₃NH₃⁺），并可以实现在环境条件下可重复地制备高质量钙钛矿薄膜。

本文要点：

1）在CH₃NH₂-CH₃NH₃PbI₃中间体中发现CH₃NH₂-CH₃NH₃⁺二聚体中的氢键，并带有1D-PbI₃链（δ相）。氢键弱的CH₃NH₂分子很容易从CH₃NH₂-CH₃NH₃PbI₃中间体中释放出来，从而促进了从1D-PbI₃链（δ相）到3D-PbI₃（α相）的快速自发相变。在CH₃NH₂-CH₃NH₃PbI₃中间体中进一步引入CH₃NH₃Cl导致D-PbI₃中断进入0D-Pb₂I_9-xCl_x（0˂x˂6），从而将相变路径调整为3D-PbI₃。

2）基于以上理解，将CH₃NH₂的乙醇溶液和CH₃NH₃Cl用作前驱物，在PSC中获得20.3％的效率。在总面积为12 cm²的器件实现了16.0％的效率和超过10,000 s的出色稳定性。发展的钙钛矿前体制备方法和甲胺-二聚体诱导的相变机理的深入研究为钙钛矿的大规模商业化提出一条有效的途径。

Xiaofeng Huang#&Ruihao Chen# et al. Methylamine-Dimer-Induced Phase Transition towards MAPbI3 Films and High-Efficiency Perovskite Solar Modules，J. Am. Chem. Soc. 2020

https://doi.org/10.1021/jacs.9b13443