自2024年11月以來，阜陽師范大學張甲甲教授團隊在鈣鈦礦太陽能電池研究方面取得新進展，陸續(xù)與昆明理工大學陳江照教授、河北工業(yè)大學陳聰教授合作在Nature Communications（IF：14.7）、Advanced Materials（IF：27.4）及Angewandte Chemie International Edition（IF：16.1）期刊發(fā)表研究論文4篇。阜陽師范大學為上述論文的共同通訊單位。

鈣鈦礦表面鈍化劑通常包含一定數量的烷基氫原子，一般認為這些烷基氫極性較弱，對缺陷鈍化無貢獻。通過聯合理論計算與實驗研究，團隊發(fā)現盡管單個烷基氫與碘的靜電作用較弱，但由于烷基氫數量較多，總的靜電作用卻很強。因此，看似惰性的烷基氫憑借其可觀的數量在缺陷鈍化中扮演了重要角色（圖1，Nat. Commnun., 2025, 16(1), 753）。

圖1：氫原子數量對鈍化效果的影響

長鏈型鈍化劑分子具有較長的烷基鏈，但烷基鏈長度對鈍化效果的影響機制尚不明確。團隊通過研究發(fā)現隨著烷基鏈的增長，烷基氫與鈣鈦礦表面碘的靜電作用增加，但空間位阻效應也在增強。通過優(yōu)化烷基鏈長度，可以實現最佳鈍化效果（圖2，Adv. Mater., 2025, 37(1), 2413304）。

圖2：烷基鏈長度對鈍化效果的影響

鈣鈦礦電池中的Li+，I-及Ag原子遷移是導致器件性能下降的重要因素。針對該問題，團隊提出一種高效抑制策略，即通過在空穴傳輸層中摻入雙（2,4,6-三氯苯基）草酸酯（TCPO），利用分子中的活性位點捕獲游離的Li+，I-及Ag原子，阻斷它們的遷移。（圖3，Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64(4), e202416605）。

圖3：Li+遷移抑制

與常見的三維鈣鈦礦相比，二維鈣鈦礦具有更高的熱穩(wěn)定性和濕度穩(wěn)定性。通過在三維鈣鈦礦表面涂覆L-丙氨酸芐酯鹽酸鹽（L-ABEHCl）可以生成二維鈣鈦礦薄層，保護內部的三維鈣鈦礦，提升其穩(wěn)定性。此外，二維鈣鈦礦也可鈍化三維鈣鈦礦表面缺陷（圖4，Angew. Chem. Int. Ed., 2025, e202425605）。

圖4：二維鈣鈦礦對表界面缺陷的鈍化

張甲甲自2024年4月入職以來，已在學術領域取得多項顯著成果，包括主持獲批安徽省自然科學基金面上項目、安徽省高校自然科學研究重點項目等科研項目4項，以通訊作者身份發(fā)表多篇科研研究論文，包括Angewandte Chemie International Edition（3篇）、Advanced Materials（1篇）和Nature Communications（1篇），并于同年12月通過教授職稱評定。這些突出成果不僅充分彰顯了該校在教師引進與培養(yǎng)方面取得的顯著成效，更為學科建設、博士點申報與建設等工作的持續(xù)推進提供了有力支撐。