北京时间2026年1月9日，永利集团88304官网在线登录数字经济学院绿色光电器件与储能电池团队青年教师蔡庆斌以共同第一作者在国际顶尖学术期刊《科学》（Science）发表题为《分子压印退火实现高稳定性钙钛矿太阳能电池》“Molecular press annealing enables robust perovskite solar cells”的研究成果，标志着永利官网关于钙钛矿材料与器件物理领域的研究在国际上保持领先水平。
钙钛矿太阳能电池作为下一代光伏技术的重要发展方向，其产业化进程仍面临制备工艺中的关键瓶颈——热退火处理。尽管该步骤有助于提升薄膜结晶质量，但会诱发碘挥发、碘空位缺陷生成及晶格结构坍塌，进而加剧离子迁移与自掺杂效应，最终造成器件性能与稳定性的显著衰减。目前，常见的表面钝化方法多属“事后修复”型策略，且基于溶液法钝化易对钙钛矿层造成损伤。此外，热退火过程中碘空位相关的降解动力学机制尚未明确。因此，亟需开发一种在结晶过程中实现“边生长、边保护”的无溶剂新策略，从材料本征层面抑制热退火诱导的分解与缺陷，从而推动钙钛矿太阳能电池向产业化方向稳步迈进。
分子压印退火（MPA）的工艺流程及退火过程中钙钛矿薄膜的原位PL与XRD表征
永利集团88304官网在线登录研究团队围绕钙钛矿太阳能电池热退火过程中的结构降解问题进行了系统性研究。明确了热退火降解动力学机制，明确了碘空位是触发钙钛矿向PbI₂分解的核心引发剂，且该降解为伴随热结晶过程的本征动态行为，碘空位的增殖会进一步引发铅-碘键解离、晶格框架坍塌及离子迁移加剧等连锁问题。
碘空位诱导钙钛矿退化的原子尺度机制及2-Pyy分子的稳定作用
为解决这一源头性难题，研究团队创新性地提出了固态分子压退火（MPA）策略。基于该策略制备的n-i-p型钙钛矿太阳能电池，在性能与稳定性上实现双重突破：0.08 cm²小面积器件功率转换效率达26.6%（认证26.5%），1 cm²器件效率为24.9%，16 cm²模组效率仍保持23.0%；在85℃、60%相对湿度的ISOS-L-3协议下连续运行1617小时后效率保留98.6%，室温10%相对湿度的ISOS-D-1协议下储存5280小时效率保持97.2%。此外，该策略具备良好的普适性，吡啶基模板可实现数十次压印循环，相较传统溶液后处理成本降低47倍以上。
MPA对载流子输运、离子迁移及能量损失通道的调控效果
MPA钙钛矿太阳能电池的效率、可扩展性与长期稳定性表现
该技术实现了在薄膜热结晶过程的原位、同步调控与保护，从源头上有效抑制了碘空位的生成与扩散，显著提升了薄膜的结晶质量与结构稳定性。电池性能与稳定性达到国际领先水平，实现“高效率+长寿命”的双重突破。此项突破不仅深化了对钙钛矿材料退化机理的科学认知，更为推动钙钛矿光伏技术的产业化进程提供了全新的、极具潜力的解决方案，展现出广阔的应用前景。
近十年来，永利集团88304官网在线登录以第一作者或通讯作者单位在CNS三大顶刊已共计发表论文20篇，其中以第一作者完成单位发表论文16篇；以通讯作者完成单位发表论文17篇。同期，永利集团88304官网在线登录还以第一作者或通讯作者单位在CNS子刊发表论文500多篇。
文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea8228