科学家首创预晶种策略为钙钛矿太阳能电池打好“地基”

　　本报讯（记者廖洋 实习生张建鑫）近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所太阳能光电转化与利用全国重点实验室联合香港科技大学研究团队，在钙钛矿太阳能电池埋底界面工程领域取得重要突破。他们首创“溶剂化物晶体预晶种”策略，为实现高效、可规模化生产的钙钛矿光伏组件带来新希望。相关成果发表于《自然-合成》。

　　钙钛矿太阳能电池因兼具高效率和溶液加工的潜力，被誉为“下一代光伏技术”的有力候选。然而，在目前广泛研究的倒置结构电池中，底部界面难以控制的微观缺陷，严重制约了电池性能与长期稳定性，如同“地基不牢”影响整体建筑的稳固性。如何让轻薄、柔韧的钙钛矿太阳能电池既保持高效率，又能稳定、均匀地大面积生产，是困扰学界与产业界的核心难题。

　　为解决这一难题，研究团队独辟蹊径，开发出一种名为“晶体-溶剂化物预晶种”的通用性调控 *** 。该 *** 的核心在于，预先在基底上沉积一层特殊设计的低维卤化物溶剂化物晶体作为“晶种”。这一策略为钙钛矿薄膜的生长提前搭建了“引导支架”，并在改善浸润，均匀铺展、引导生长，加速结晶、可控释放，温和退火等方面发挥关键作用。

　　通过这一协同机制，研究人员成功在钙钛矿薄膜底部构筑了致密、平整、结晶取向更佳的高质量活性层，从根本上消除了常见的埋底界面孔洞和深晶界等缺陷。

　　团队进一步将其与适合大规模生产的“狭缝涂布”工艺相结合，成功制备出入光面积达49.91平方厘米的钙钛矿太阳能微型组件，并获得了23.15%的认证效率，其从实验室小电池到较大面积组件的效率损失率小于3%。

　　该研究不仅为攻克反式钙钛矿太阳能电池的界面瓶颈提供了一个高效、通用的解决方案，其提出的“晶体-溶剂化物预晶种”概念，还可通过改变组分衍生出多种功能化“晶种”，为钙钛矿乃至其他新型软物质半导体光电器件的精密制造开辟全新的技术路径。