廈門大學×西安交通大學合作發表最新Science論文

編輯丨王多魚

排版丨水成文

鈣鈦礦太陽能電池具有光電轉換效率高、制作工藝簡單、成本低等優勢，已經成為太陽能發電領域的研究熱點，也是產業開發的重點方向。

然而，制作鈣鈦礦多晶薄膜過程中不可或缺的熱退火步驟，常會誘發晶體缺陷（例如碘空位）的產生與累積，這些缺陷作為“誘發源”會加速鈣鈦礦結構的逐步降解，進而導致電池在實際工作條件下（光照、潮濕、高溫環境等）出現性能和穩定性的衰減，這也成為制約鈣鈦礦太陽能電池效率提升與長期穩定性的關鍵瓶頸。

2026 年 1 月 8 日，廈門大學材料學院張金寶教授、楊麗助理教授，西安交通大學梁超教授為共同通訊作者（廈門大學胡健飛、福建農林大學蔡慶斌、西安交通大學林越辛、廈門大學肖遠輝為論文共同第一作者），在國際頂尖學術期刊Science上發表了題為：Molecular press annealing enables robust perovskite solar cells 的研究論文。

熱退火處理，能夠提高鈣鈦礦薄膜的結晶度并提升太陽能電池的光電轉換效率（PCE），但同時會引起表面碘流失和局部晶格降解，進而導致鈣鈦礦太陽能電池出現性能和穩定性的衰減，限制了其效率提升與長期穩定性。

在這項最新研究中，研究團隊提出一種全新的固態分子壓印退火（Molecular Press Annealing，MPA）策略，該策略在熱退火過程中，將一層致密的吡啶基分子模板原位壓印于鈣鈦礦表面，在不引入任何溶劑的條件下，實現對晶格結構的分子尺度“原位約束”。整個過程中，碘空位在退火時實現實時修復，并通過優化的配體工程穩定鉛碘骨架，從而增強鈣鈦礦薄膜的結構完整性與長期穩定性。

分子壓印退火工藝流程圖與分子作用機制

基于該策略制備的 n-i-p 結構鈣鈦礦太陽能電池，小面積器件（0.08 cm2）實現了 26.6% 的光電轉換效率（認證效率為 26.5%），在 1 cm2 器件上則實現了 24.9% 的光電轉換效率，在 16 cm2 模組器件上仍能保持 23.0% 的光電轉換效率。值得注意的是，器件展現出了卓越的耐用性和穩定性：在最大功率點連續運行 1617 小時（ISOS-L-3 標準，85°C，60% 相對濕度）和大氣環境存儲 5280 小時（ISOS-D-1 標準，室溫，10% 相對濕度）后，器件仍分別保持初始效率的 98.6% 和 97.2%，電池性能幾乎無衰減。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea8228