小编微信：pftlovechina（大面积效率>23%）

通讯作者：武汉理工大学黄福志&卜童乐&佛山仙湖实验室 Qi Li

退火工艺是制备高品质钙钛矿晶体的必要步骤，但该过程会使材料产生应力，进而降低钙钛矿太阳能电池的稳定性。

本文将 1,4 - 丁烷磺内酰胺作为添加剂掺入钙钛矿前驱体薄膜，以此解决上述问题。退火过程中，添加剂熔化为液态，推动晶界重构与晶体重排，最终形成大尺寸、无应力的钙钛矿晶粒。液态环境还可助力空穴传输层自组装分子在钙钛矿底面均匀贴合沉积，进一步削弱拉伸应力。改性后的电池光电转换效率可达 26.79%；经 1000 小时 ISOS-V-2 标准测试后，效率仍维持初始值的 95%；在 20℃避光与 85℃光照的昼夜交替工况下循环测试 1500 小时后，效率保有率达 98%。

图 1：液态介质调控微观应力a. 常规退火与液态介质辅助退火过程中的应力变化规律b. 对照组与实验组薄膜退火前后的截面扫描电镜图，比例尺 500 纳米c. 退火四个时间节点下两组薄膜的微观应力变化曲线；内嵌图：入射光束角度 0.4° 至 1.2° 范围内，退火后两组薄膜的 GIWAXS 图谱；ε 代表微观应力d. 基于 DMT 模型获取的两组钙钛矿薄膜 QNM-AFM 表征图，白色虚线为轮廓线，比例尺 2 微米

图 2：拉伸应力调控与光电性能a. 退火后 ITO 基底上两组异质结的 TOF-SIMS 图谱b. 上图：两组异质结截面 HAADF 图像，比例尺 200 纳米；下图：未掺杂与掺杂 BSA 分子的分子动力学模拟侧视图c. 退火四个时间节点下两组薄膜的拉伸应力变化曲线，箭头表示变化趋势d. 85℃原位加热条件下两组样品 (001) 晶面间距变化曲线，箭头表示变化趋势e. 未掺杂、掺杂 BSA 以及额外引入 Me-4PACz 的钙钛矿底面 TRPL 衰减曲线f. 由 UPS 测试结果绘制的能级示意图；WF 功函数，EF 费米能级，VB 价带，HTL 空穴传输层

图 3：器件性能表征与大面积薄膜制备a. 未掺杂与掺杂 BSA 的最优性能 PSC 的 J-V 曲线；RS 反向扫描，FS 正向扫描b. 最优性能 PSC 经 300 秒最大功率点追踪测试的稳态光电转换效率c. 两组 PSC 的 EQE 谱与积分电流d. 两组 PSC 开路电压随光强对数的变化关系及线性拟合曲线；kB 玻尔兹曼常数，T 温度，q 元电荷e. 两组 PSC 的莫特 - 肖特基曲线f. 5×5 平方厘米模组的 J-V 曲线；内嵌图为该模组实物照片

图 4：复杂环境下稳定性测试a. 未掺杂与掺杂 BSA 的 PSC 伏安特性曲线，电压区间 3.0 伏至 - 10.0 伏；每组测试五枚器件，击穿电压以灰色虚线圈注b、c. 施加 - 3 伏反向偏压不同时长后，对照组、实验组 PSC 的效率统计分布；箱体涵盖数据 25%~75% 区间，须线为 1.5 倍四分位距；每组条件下取四枚器件统计中位值与平均值d. 密封状态、相对湿度 40±5%、-VOC 反向偏压及 85℃避光环境下，两组 PSC 效率衰减趋势；数据为平均值 ± 标准差，误差线由四枚器件均值计算所得；内嵌图为器件在此工况下的老化过程e. 单枚对照组与单枚实验组器件，经 24 小时昼夜循环模拟追踪测试的效率变化；工况为 85℃最大功率点追踪 12 小时、20±5℃避光静置 12 小时；数据为平均值 ± 标准差，误差线由单周期内 721 组效率数据计算所得；内嵌图为器件交替工况下的老化过程

器件制备

前驱体溶液配制

将 171.97 mg（1.00 mmol）FAI、461.01 mg（1.00 mmol）PbI₂、10.13 mg（0.15 mmol）MACl、0.66 mg（0.002 mmol）Me-4PACz 与不同摩尔配比的 BSA 混合，溶剂采用 2-ME 与 DMI 混合液，最优器件对应 BSA 添加量为 0.1 mmol。室温搅拌 30 分钟，所有前驱液使用前经 0.22 μm PTFE 滤膜过滤。

钙钛矿太阳能电池制备

图案化 ITO 基底依次用乙醇、异丙醇超声清洗各 15 分钟，随后经紫外臭氧处理 20 分钟。后续工序在氮气手套箱内完成。取 35 μL 浓度 1.4 M、体积比 2-ME/DMI=6:1 的前驱液，以 5000 转 / 分钟转速旋涂 45 秒。旋涂结束立即将薄膜置于加热台，120℃退火 30 分钟。冷却至室温后，取 30 μL 浓度 1 mg/mL 的 OABr 溶液，以 3000 转 / 分钟动态旋涂 20 秒，再于 100℃退火 5 分钟。手套箱温度控制在 16~23℃，水氧含量均低于 0.01 ppm。依次热蒸镀 1 nm LiF、25 nm C₆₀，原子层沉积 20 nm SnO₂，最后热蒸镀 100 nm Ag。借助金属掩模板限定有效面积为 0.086 cm²。

钙钛矿太阳能模组制备

图案化 ITO 基底经乙醇、异丙醇分别超声清洗 15 分钟，再进行 20 分钟紫外臭氧处理。将浓度 1.1 M、体积比 2-ME/DMI=8:1 的前驱液注入涂布刀头，涂布间隙 150 μm，气刀压力 0.4 MPa，涂布速率 7 mm/s，环境相对湿度 15%~30%。所得大面积薄膜在 120℃下退火 30 min，采用同等涂布方式涂覆 1 mg/mL OABr 溶液进行钝化处理，涂布间隙 150 μm，走刀速度 10 mm/s，随后 100℃退火 5 分钟。依次沉积 1 nm LiF、25 nm C₆₀、20 nm SnO₂与 100 nm Ag，利用飞秒激光刻蚀划分模组图形。

原文：Gao, X., Jia, X., Mo, Y. et al. Additive-assisted liquid medium annealing relieving strains in perovskite solar cells for improved stability. Nat Energy (2026). https://doi.org/10.1038/s41560-026-02072-z

钙钛矿光伏世界记录每日更新（尽量以认证为标准）