钙钛矿太阳能电池是最有希望实现产业化的下一代光伏技术,然而钙钛矿器件中存在着大量的离子缺陷,这些缺陷导致器件产生额外的非辐射复合,降低了器件开路电压,阻碍了效率的进一步提升。在此次工作中,我们通过调控添加剂D-π-A分子的分子结构,改变其周围电子云密度分布,系统地研究了D-π-A分子极性与钝化效果之间的关系。结果发现,强推电子取代基N,N二丁基苯胺基团最大程度地增强了D-π-A分子受体(羧基)部分的电子云密度,从而拥有最佳的钝化效果,降低了未配位金属铅缺陷数量。这一钝化机制得到了X射线光电子能谱和第一性原理计算的验证。同时,低浓度的金属铅缺陷意味着卤素离子空位的形成被抑制,从而减少了分子离子扩散通道,增强了器件的稳定性。基于上述研究,我们获得了光电转化效率20.43%的反式平面钙钛矿太阳能电池,相比于未优化的器件,开路电压提升了80 mV。此外,优化器件在封装条件下,空气中存储30天后仍然保持了初始效率的86%。