常超&肖科&譚海仁Science新突破：環保溶劑體系+邊緣保護策略，鈣鈦礦模組通過全部IEC可靠性測試

鈣鈦礦光伏商業化需要克服三個關鍵障礙：制造過程中使用有毒溶劑、大面積鈣鈦礦薄膜質量不均一、以及運行可靠性有限。

本文國防科技創新研究院常超、南京大學肖科和譚海仁等人通過開發一種基于綠色溶劑（γ-戊內酯/2-甲基四氫呋喃/二甲基亞砜）的墨水及溶劑限制邊緣保護策略，在環境空氣條件下實現了缺陷最小化鈣鈦礦薄膜的大規模制備。這些方法成功制備出7200平方厘米的鈣鈦礦光伏模組，其總面積穩態效率達到17.2%（經美國國家可再生能源實驗室認證），并全部通過IEC 61215可靠性標準測試（經TüV Rheinland認證）。

該工作為鈣鈦礦光伏的商業化生產提供了一條環境友好的可行路徑。
研究亮點：

1. 綠色溶劑體系突破毒性瓶頸：采用γ-戊內酯（GVL）/2-甲基四氫呋喃（2-MeTHF）/DMSO混合溶劑，替代傳統有毒溶劑（如DMF、NMP），實現環境友好、空氣兼容的大規模墨水制備。

2. 邊緣保護策略提升膜層均勻性：提出溶劑限制邊緣保護策略，通過表面活性劑TAC調控墨水表面張力與揮發動力學，顯著抑制薄膜邊緣結晶缺陷，確保米級尺度薄膜的高均勻性。

3. 大面積模組獲認證效率與全項可靠性通過：制備出7200 cm2鈣鈦礦光伏模組，獲NREL認證穩態效率17.2%，并首次通過全部IEC 61215:2021標準測試（包括濕熱、熱循環、紫外、PID等），展現出強大的商業化可靠性。

Yinke Wang et al. ,Improved solvent systems for commercially viable perovskite photovoltaic modules.Science390,1021-1028(2025).

DOI:10.1126/science.adz0091

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz0091

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