陳義旺&胡笑添Science：24.0%高效+20.7% 柔性雙達(dá)標(biāo)！激光退火助力鈣鈦礦光伏實(shí)用化

主要內(nèi)容

與旋涂法制備的小面積鈣鈦礦薄膜不同 —— 這類薄膜需在惰性氣氛中經(jīng)過長時(shí)間熱退火以實(shí)現(xiàn)完全結(jié)晶，可印刷鈣鈦礦光伏器件則面臨一個(gè)核心產(chǎn)業(yè)化瓶頸：晶體生長質(zhì)量與暴露在水氧環(huán)境中導(dǎo)致的器件退化之間存在難以平衡的矛盾。對(duì)此，南昌大學(xué)胡笑添、陳義旺教授團(tuán)隊(duì)展開針對(duì)性攻關(guān)，為解決這一行業(yè)痛點(diǎn)提供了**應(yīng)用前景的創(chuàng)新方案。

通過原位掠入射廣角 X 射線散射（GIWAXS）分析，團(tuán)隊(duì)首次揭示了鈣鈦礦薄膜在熱處理過程中的四階段退化機(jī)制，并精準(zhǔn)識(shí)別出一個(gè) 123±18 秒的 “無環(huán)境退化窗口”—— 在此關(guān)鍵時(shí)間段內(nèi)，水氧對(duì)薄膜的侵蝕可被有效抑制。研究中，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性采用 455 納米波長、功率密度為 20 瓦 / 平方厘米的激光退火技術(shù)，其輻照度較傳統(tǒng)熱退火方法（0.06 瓦 / 平方厘米）高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這一核心特性成功避免了 6H 相鈣鈦礦（低效相）的積累，從根源上保障了器件性能。

基于該策略，100 平方厘米剛性鈣鈦礦光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）高達(dá) 24.0%，柔性組件效率也達(dá)到 20.7%，兩項(xiàng)指標(biāo)均處于當(dāng)前可規(guī)模化鈣鈦礦光伏技術(shù)的國際高水平報(bào)道之列。胡笑添、陳義旺教授團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究，不僅為可印刷鈣鈦礦光伏器件的高效穩(wěn)定制備提供了重要技術(shù)支撐，更突破了傳統(tǒng)熱退火對(duì)惰性氣氛、工藝時(shí)長的依賴，有力推動(dòng)了鈣鈦礦光伏技術(shù)向低成本、規(guī)?；慨a(chǎn)的落地進(jìn)程。

文獻(xiàn)信息

Laser annealing enables rapid, degradation-free ambient processing of perovskite solar modules

Zhaoyang Chu, Baojin Fan , Yue Zhao , Yihuan Xie, Yaling Luo, Junliang Li, Chenxiang Gong, Yong Zhang, Xiangchuan Meng, Yu Chen, Hongxiang Li, Xiaotian Hu , and Yiwang Chen

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx9650

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