厦门大学材料学院教授张金宝团队与西安交通大学教授梁超团队合作，开发了一种分子压印退火新方法，可精准调控钙钛矿缺陷的形成与演变过程，为提升钙钛矿太阳能电池的稳定性提供了新思路。相关论文北京时间1月9日发表于《科学》。

据了解，钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、成本低等优势，已经成为太阳能发电领域的研究热点。然而，制作钙钛矿多晶薄膜过程中的热退火步骤，可能会加速钙钛矿结构降解，进而导致电池在光照、潮湿等实际工作条件下出现性能衰减，这也是制约器件长期稳定性的关键因素。

为了解决这一核心难题，研究团队提出了一种全新的“固态分子压印退火”方法，在加热阶段精准、实时地控制缺陷的产生和变化，实现了在钙钛矿结晶的同时，同步进行晶体结构稳定化控制。在加热退火过程中，将一种吡啶基分子模板直接压印在钙钛矿薄膜表面，不需要添加任何额外溶剂，就能从分子层面“实时约束”钙钛矿的缺陷演化。其中，优化设计的2-吡啶乙胺的分子和钙钛矿表面欠配位的铅离子形成稳定的双齿配位结构，在加热退火过程有效稳固铅-碘键的连接网络，从而从源头上阻止碘空位缺陷的产生和扩散。

这种“边结晶、边保护”的方法，既能提高钙钛矿材料的结晶度，又能显著抑制晶体缺陷的产生和移动。实验数据表明，用该法制作的钙钛矿太阳能电池，表现出了优异的性能：小面积电池（0.08cm²）的光电转换效率最高达到26.6%（经权威认证为26.5%），厘米级（1cm²）的大面积电池效率接近25%，大面积模组（16cm²）的效率也能保持在23%。此外，电池展示出了优异的耐用性和稳定性。