我国科研团队研究成果为提升钙钛矿电池稳定性提供新思路

西安交通大学物理学院梁超教授团队联合厦门大学材料学院张金宝教授团队，在钙钛矿材料与器件物理研究领域提出了一种全新的固态分子压印退火策略，为提升钙钛矿太阳能电池的稳定性提供了新思路。相关研究成果1月9日在国际学术期刊《科学》杂志在线发表。

钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、制作工艺简单、成本低等优势。然而，器件制备过程中不可或缺的热退火步骤，虽有助于促进晶体生长，却往往伴随表面缺陷增多和结构退化等问题，导致器件性能衰减，成为制约钙钛矿太阳能电池性能的关键瓶颈。

为了解决这个核心难题，研究团队提出了固态分子压印退火策略，在热退火过程中，将一层致密的吡啶基分子模板原位压印于钙钛矿表面，在不引入任何溶剂的条件下，实现对晶格结构的分子尺度“原位约束”，持续抑制碘空位的生成与扩散，从源头阻断热诱导的结构退化。

据介绍，得益于该策略，钙钛矿薄膜在结晶过程中实现了高结晶质量与低缺陷密度的协同优化，显著提升了电荷输运与收集效率。基于该技术制备的钙钛矿太阳能电池，小面积器件（0.08平方厘米）效率达到26.6%，在1平方厘米器件上实现了24.9%的效率，在16平方厘米模组器件上仍可保持23.0%的光电转换效率。同时，器件展现出卓越的长期稳定性：在85℃高温、60%相对湿度（ISOS-L-3标准）的条件下连续运行1600小时后，仍保持98%以上的初始效率；在环境存储条件（ISOS-D-1标准）下超过5000小时，电池性能无明显衰减。