近年来，钙钛矿太阳能电池凭借高光电转换效率和溶液法低温制备优势，被视为光伏技术的重要发展方向之一。尤其是倒置结构器件柔性应用与叠层电池中潜力突出，但其产业化推进仍面临关键制约：电池底部界面缺陷难以精准控制，导致效率提升遇到瓶颈、寿命与一致性难以兼顾，进而影响大面积制备的良率与成本。 问题：埋底界面“隐性缺陷”影响效率与稳定 在倒置结构钙钛矿电池中，钙钛矿吸光层直接在底部功能层之上成膜。由于界面处润湿、成核与晶体生长过程高度敏感，容易在埋底界面形成孔洞、深晶界等微观缺陷。这些缺陷在常规表征中不易被直接观察，却会在器件运行中诱发非辐射复合、离子迁移和局部应力集中，最终表现为效率损失、衰减加快以及批次间波动增大。对走向组件化的大面积制备来说，这类“看不见的短板”更易被放大。 原因：溶液成膜窗口窄、界面调控手段不足 业内普遍采用的溶液加工路线虽具备成本与工艺灵活性，但也带来结晶动力学快、可控窗口窄等挑战。特别是在大面积涂布条件下，溶剂挥发、溶质迁移和温度梯度更为复杂，若缺少对底部界面成核与生长的有效引导，就容易出现局部铺展不均与结晶取向杂乱。此外，既有界面修饰材料往往侧重化学钝化或能级匹配，对“成核—生长—退火”全过程的协同调控能力有限，难以从源头上系统削减埋底缺陷。 影响：从实验室小电池到组件化存在效率“鸿沟” 钙钛矿电池实验室小面积器件效率提升迅速，但在扩大到组件尺寸时，常因薄膜均匀性不足与界面缺陷累积而出现效率明显回落。组件效率与一致性直接决定产业化的经济性与应用边界，也是钙钛矿技术迈向市场化必须跨越的一道关口。能否在保持高效率的同时实现稳定、可复制的大面积制造，成为学界与产业界共同关注的核心议题。 对策：提出“溶剂化物晶体预晶种”策略，先打牢“地基” 针对上述难题，中国科学院青岛生物能源与过程研究所太阳能光电转化与利用全国重点实验室联合香港科技大学研究团队提出“溶剂化物晶体预晶种”策略，并在《自然-合成》发表有关成果。该策略的关键在于：在钙钛矿吸光层成膜之前，先在基底上沉积一层经过设计的低维卤化物溶剂化物晶体作为“晶种层”。晶种层相当于为后续薄膜生长提供可预测的起点与路径，通过改善润湿与铺展、引导有序成核和取向生长、调节结晶速率与溶剂释放，并配合更温和可控的退火过程，实现对埋底界面质量的系统提升。研究显示，该协同机制有助于在薄膜底部构筑更致密、更平整、取向更佳的活性层结构，从而降低孔洞与深晶界等典型缺陷的产生概率。 为验证其面向制造端的适配性，团队继续将该策略与适合规模化生产的狭缝涂布工艺结合，制备入光面积49.91平方厘米的钙钛矿太阳能微型组件，获得23.15%的认证效率；从小面积电池向较大面积组件扩展的效率损失率控制在3%以内。此结果表明，该方法不仅在实验室条件下有效，也具备向连续化、可放大工艺迁移的潜力。 前景：通用性“晶种”概念或拓展到更多器件与工艺 业内人士指出，界面工程从“事后修补”转向“源头引导”，是提升钙钛矿器件一致性与可靠性的一个重要方向。此次提出的预晶种思路具有可衍生性：通过调整晶种的组分与结构，有望形成多类功能化“晶种层”，在缺陷抑制、晶体取向控制、界面应力缓释诸上实现更精细的设计，并可进一步与卷对卷涂布等工艺路线协同，服务于更大面积组件与更复杂结构器件的制造。同时，该概念也为其他软物质半导体光电器件的精密成膜与界面调控提供了可借鉴的技术范式。
在全球能源转型背景下，这项研究为我国新能源技术创新提供了重要突破。随着技术健全和产业化推进，高效稳定的钙钛矿太阳能电池有望在未来能源体系中发挥更大作用，助力绿色低碳发展。