FAPbI3作为高效光伏材料，因其软晶格特性存在高本征缺陷密度，其中碘填隙（Ii）形成的深能级陷阱作为非辐射复合中心严重制约器件性能（图1）。
图 1 (a) 带隙中的缺陷形成能；(b) 不同类别缺陷的陷阱能级。
研究发现，Br/Cl填隙缺陷（Bri、Cli）能以更低形成能将Ii的深能级陷阱转化为靠近价带的浅能级陷阱，降低缺陷电离能（图 2）。
图2(a) 填隙卤素元素(I, Br, and Cl)的形成能；(b) 卤素元素(I, Br, and Cl)填隙缺陷的能级。
分子动力学模拟进一步证实Bri/Cli扩散系数低，抑制离子迁移（图 3）。
图3 (a) 不同类型填隙卤素元素(I, Br, and Cl)的能量提升；(b) 不同卤素(I, Br, and Cl)的振动均方根。
从电子结构层面揭示卤素掺杂通过调节缺陷态位置（而非传统带隙工程）抑制非辐射复合的本质，为实验观测的Br/Cl添加剂提升性能提供理论支撑。
本研究揭示了多卤素共掺杂（I/Br/Cl）通过调制深能级陷阱提升FAPbI3性能的机制，为钙钛矿太阳能电池的缺陷工程提供理论基石。 研究意义包含以下四个方面：1）通过浅能级陷阱设计减少非辐射复合，助力PCE逼近Shockley-Queisser极限（33.7%）。2）抑制离子迁移可缓解光照/热应力下的相分离和降解，延长器件寿命。3）为高通量筛选钝化剂和稳定性器件设计提供理论基石。4）未来可结合机器学习优化掺杂比例，推动钙钛矿太阳能电池迈向产业化。该研究工作得到江苏省自然科学基金和国家自然科学基金资助，发表在最近的国际期刊nanomaterials上（Nanomaterials 2025, 15, 981）
