钙钛矿太阳能电池是目前光伏领域的前沿研究热点，但是对于钙钛矿结晶成膜机理仍然缺乏深入的认识，我们以无铅锡基钙钛矿太阳能电池为研究对象，通过深入理解钙钛矿结晶成膜的动力学和热力学过程，解决了锡基钙钛矿结晶质量较差的难题，揭示了钙钛矿薄膜中晶体成核和生长机理，实现了对钙钛矿结晶成膜过程的规律认识和精准控制，制备高效率无铅锡基钙钛矿太阳能电池，并获得世界领先的国际第三方认证光伏效率.i)目前对于钙钛矿薄膜的结晶成核过程仍然存在争议，有人认为钙钛矿薄膜的成核过程从薄膜的下层界面开始，我们近期的研究工作明确了锡基钙钛矿薄膜的结晶成核过程从薄膜的上表面开始，薄膜的表界面化学性质对锡基钙钛矿薄膜的结晶过程有重要的影响；ii)在锡基钙钛矿薄膜中晶体成核方面，提出了基于预成核团簇的新型成核理论，对钙钛矿薄膜结晶过程的理解有重要的启发性；iii)在晶体生长方面，解决了锡基钙钛矿结晶速率较快的问题，将高分子材料聚乙烯醇添加到钙钛矿前驱体溶液中，聚乙烯醇中羟基与钙钛矿中碘离子的O-H···I氢键作用可以减缓结晶速率，降低缺陷态密度，提高锡基钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性.以上研究有助于深入认识钙钛矿薄膜的结晶过程，为提高钙钛矿薄膜的结晶质量提供了新思路.