热激活质子转移助力空气环境制备钙钛矿太阳电池效率接近27%。 2026年7月7日，华北电力大学李美成教授团队在Joule期刊发表题为Thermally activated proton transfer enables air-processed perovskite solar cells approaching 27%的研究成果。该工作提出了一种基于热激活质子转移的阶段性精细结晶调控策略，在空气环境下实现了高效率、高稳定的钙钛矿太阳电池制备。

　　 论文通讯作者是华电李美成教授、青年教师黄浩，上海光源苏圳煌工程师；第一作者是博士生杨莹莹。

　　 钙钛矿太阳电池具有光电转换效率高、制备成本低、应用场景灵活等优势，被视为最具潜力的新一代光伏技术之一。目前，多数高效率器件依赖惰性气氛下（手套箱环境）制备，这严重制约了其规模化和产业化发展。因此，发展空气环境的钙钛矿太阳电池制备技术十分必要且意义重大。

　　 空气环境下，湿气会干扰钙钛矿前驱体和中间相稳定性，而退火阶段的高温又会进一步加速甲脒组分损失和晶格失稳，二者耦合严重制约了空气环境钙钛矿高质量成膜。为解决这一问题，华电李美成教授团队引入疏水偶极分子七氟丁酰脒（SFA）阶段化调控空气环境中的钙钛矿结晶。研究发现：在成膜前期，SFA能够诱导形成疏松多孔的PbI2前驱体模板，促进有机盐渗透与相形成；在退火过程，SFA在热作用下与甲脒阳离子发生质子转移，稳定局域化学环境并降低缺陷密度。SFA把钙钛矿结晶过程的前期动力学调控和后期局域稳定化连接起来，实现了空气环境中高结晶质量、低缺陷密度钙钛矿薄膜的制备。

　　 器件性能结果显示，基于该方法制备的空气环境钙钛矿太阳电池冠军效率达到26.90%，认证效率达到26.74%。在面积放大方面，1 cm2器件效率达到25.35%，8.2 cm2微型模组效率达到21.03%。稳定性方面，未封装器件在空气中储存2148小时后仍保持95%初始效率，在持续光照运行1100小时后仍保持91%初始效率。该研究工作为钙钛矿太阳电池从实验室高效率迈向低成本、可规模化制造提供了新的机制认识和技术路径。

　　 图1. 热激活质子转移策略破解空气环境下钙钛矿成膜失稳难题。

　　 图2. 多维表征揭示SFA兼具前驱体重构与退火稳定化作用。

　　 图3. 该策略实现空气制备器件效率与面积放大同步突破。

　　 图4. SFA同时提升器件长期稳定性与大面积制备均匀性。

　　 （来源：科学网）

　　 相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102579

　　
作者：黄浩 等 来源：《焦耳》