近日，上海交通大学赵一新团队报道了四丁基铵根阳离子（TBA⁺）具有强插层能力，可以有效地插入无机CsPbI₃钙钛矿晶格，通过剥离铯离子原位形成一维的TBAPbI₃钙钛矿层，有效钝化和保护CsPbI₃钙钛矿，从而显著提高器件性能和稳定性。

不同于此前报道中有机阳离子难以与铯离子发生交换仅能获得表面端基化的结论，作者在使用四丁基碘化铵后处理CsPbI₃薄膜获得的TBAI-CsPbI₃薄膜时，发现了一种新的低维衍射峰。作者通过生长和解析一维TBAPbI₃单晶，确定TBAI-CsPbI₃薄膜上的这种新的衍射峰应归属于一维TBAPbI₃钙钛矿，同时高分辨透射电镜等表征手段成功观察到TBAI-CsPbI₃薄膜中TBAPbI₃的存在。研究发现一维TBAPbI₃钙钛矿具有非常优异的湿和热稳定性，单晶浸泡在水中12小时也不会发生相变或降解。通过TBAI处理的TBAI-CsPbI₃钙钛矿不仅获得一维钙钛矿覆盖层，并且由于TBA⁺阳离子的插层效应，有效地改善了TBAI-CsPbI₃薄膜的形貌。此外，作者还发现这种独特的离子交换反应可以一直进行，三维CsPbI₃钙钛矿可全部转化为一维TBAPbI₃钙钛矿。基于上述TBAI处理的保护和钝化，TBAI-CsPbI₃表现出更高的相稳定性和更低的非辐射复合速率，最终的器件的效率和工作稳定性也得到了显著提升。

此项工作成功发现了四丁基铵阳离子可以通过插层来修复CsPbI₃钙钛矿，并且通过Cs-TBA阳离子交换反应获得了一维覆盖层。这是首次报道铯基全无机钙钛矿通过铯离子与有机阳离子的离子交换反应，实现后处理形成低维有机-无机杂化钙钛矿覆盖层。该工作为进一步研究和开发基于低维钙钛矿的无机钙钛矿保护策略提供了重要的新思路和借鉴。

原文链接：https://doi.org/10.1002/ange.202102538