研究院光电材料课题组最近的工作揭示了应变对甲脒铅碘（FAPbI3）光活性相的调控机制。目前甲脒铅碘基钙钛矿太阳能电池效率已突破26%，而甲脒铅碘室温下由光活性α相转化为非光活性δ相的转变，以及存在的高缺陷密度严重制约其稳定性。课题组通过应变调控研究了-5%至5%应变下[100]、[110]、[111]晶向的电学、缺陷及力学行为，结果显示[111]晶向在应变下表现优良光电性能。研究表明，-2%压缩应变可以有效调节甲脒铅碘带隙至1.34 eV（Shockley-Queisser理论最优值），载流子有效质量降低，且缺陷迁移率显著下降。
进一步的研究表明压缩应变有效提升甲脒铅碘α→δ相变能垒至668 meV，从而大大增强α相稳定性。研究结果还表明[111]在-2%应变下可以实现31.9%光电转换效率，是最佳卤化物钙钛矿电池极限效率。同时对甲脒铅碘的压缩应变可提升体模量（+105%）和剪切模量（+79%），可以有效抑制晶格软化导致的离子迁移。通过晶向与应变协同设计，可以为高效稳定钙钛矿电池提供了全新路径。该工作得到江苏省自然科学基金支持，研究结果发表在最近的国际著名期刊Phys. Chem. Chem. Phys. 2025.（DOI: 10.1039/d5cp02025e）。
应变诱导带隙变化及缺陷的能级位置
