胡笑添&陈义旺Science：激光退火突破大气制备瓶颈！钙钛矿组件效率24%+20秒快结晶

来源：知光谷发布时间：2025-11-28 10:15:23

与通过旋涂制备的小面积钙钛矿薄膜需要在惰性气氛中长时间热退火以实现完全结晶不同，可印刷钙钛矿光伏面临晶体生长质量与环境水氧暴露导致降解之间的关键矛盾。

通过南昌大学胡笑添和陈义旺等人原位掠入射广角X射线散射分析，我们揭示了热处理过程中的四阶段降解机制，并识别出一个123±18秒的环境无降解窗口，在该窗口内水氧影响得到缓解。激光退火（455纳米波长，20瓦/平方厘米）提供的辐照度比传统热方法（0.06瓦/平方厘米）高两个数量级，有效防止了6H钙钛矿相的积累。

该策略实现了24.0%（100平方厘米刚性组件）和20.7%（柔性组件）的光电转换效率，代表了可扩展钙钛矿光伏中报道的最高值。

研究亮点：

揭示环境降解机制并锁定“无降解窗口”：通过原位GIWAXS分析，首次明确了钙钛矿在大气热处理过程中的四阶段演化路径，并精准识别出123±18秒的关键无降解时间窗口。
激光退火实现高效快速结晶：采用高能量密度（20 W/cm²）激光退火，在20秒内完成100 cm²薄膜处理，能量输入效率比传统热退火高两个数量级，有效抑制6H相形成，提升晶体质量。
大面积刚性与柔性组件效率双破纪录：在100 cm²刚性组件和柔性组件上分别实现24.0%和20.7%的认证效率，均为同类可扩展器件的领先水平，并展现出优异的湿热与运行稳定性。