激光退火技术可在空气环境下制备钙钛矿光伏材料

 中化新网讯 11月28日，从南昌大学传来消息，该校化学化工学院/高分子及能源化学研究院陈义旺教授、胡笑添教授团队在新型薄膜太阳能电池领域取得重要突破，研究成果以题为《Laser annealing enables rapid, degradation-free ambient processing of perovskite solar modules》的论文近日发表在国际顶级期刊《科学》杂志上。据介绍，该研究创新性地提出并实现了一种可在空气环境下进行的“激光退火（Laser Annealing）”技术，为钙钛矿光伏材料的大规模、低成本和高稳定性制备提供了关键科学基础和技术路径。

钙钛矿太阳能电池因其高光电转换效率和可溶液加工特性，被视为最具潜力的新一代光伏技术。然而传统热退火工艺需在惰性气氛中长时间处理，难以满足高通量生产需求。研究团队通过原位同步辐射表征，首次揭示了钙钛矿薄膜在空气中热处理的“四阶段降解机理”，并发现了一个约 123±18秒的“环境无降解窗口”。基于这一发现，团队开发出高功率蓝光激光退火工艺，可在20秒内实现大面积薄膜的快速结晶，避免水氧侵蚀带来的结构降解。该成果为钙钛矿光伏器件提供了高通量、低能耗、环境友好的制备新路径，突破了传统惰性环境依赖，为我国在高效光伏材料制备领域实现从实验室研究到产业化应用提供了重要技术支撑。

据了解，该成果由南昌大学牵头，联合赣南师范大学、江西师范大学、广安理工学院、北京大学长三角光电科学研究院等单位共同完成。南昌大学博士生褚昭阳与江西师范大学范宝锦博士为论文共同第一作者，陈义旺教授、胡笑添教授和广安理工学院李鸿祥博士为共同通讯作者。