西安交通大学物理学院梁超教授团队携手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取得突破，提出了一种全新的固态分子压印退火策略。这项创新为提升钙钛矿太阳能电池的稳定性开辟了新路径。相关研究成果已于1月9日在国际顶尖学术期刊《科学》在线发表。
钙钛矿太阳能电池因其光电转换效率高、制备工艺简单、成本较低等优势备受关注。然而，器件制备过程中必不可少的热退火步骤在促进晶体生长的同时，也常常导致表面缺陷增多和结构退化等问题，造成器件性能衰减，成为制约其性能提升的关键瓶颈。
为攻克这一核心难题，研究团队创新性地提出了固态分子压印退火策略。在热退火过程中，将一层致密的吖啶基分子模板原位压印于钙钛矿表面。这一方法在不引入任何溶剂的条件下，实现了对晶体结构的分子尺度“原位约束”，持续抑制了卤素空位的生成与扩散，从而从源头阻断了热诱导的结构退化过程。
据悉，得益于该策略，钙钛矿薄膜在结晶过程中成功实现了高结晶质量与低缺陷密度的协同优化，显著提升了电荷的传输与收集效率。基于此技术制备的钙钛矿太阳能电池取得了优异的性能：小面积器件（0.08平方厘米）效率高达26.6%，在1平方厘米器件上实现了24.9%的效率，即使在16平方厘米的模组器件上仍能保持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）的严苛条件下连续运行1600小时后，仍能保持98%以上的初始效率；在环境储存条件（ISOS-D-1标准）下超过5000小时，电池性能无明显衰减。
