钙钛矿太阳能电池因具备高效率、低成本与可柔性制备等潜力，被视为下一代光伏技术的重要方向。然而，从实验室走向产业化的过程中，稳定性不足始终是核心“瓶颈”之一，尤其是量产必经的热退火工序带来的性能衰减，长期制约其产品化进程。 问题于，热退火是薄膜材料结晶成膜的关键环节，类似许多材料制造中的“高温定型”。在此过程中，器件往往出现效率下降、寿命缩短等现象。更现实的是，生产线需要在稳定、可复制、低成本条件下持续输出合格产品，一旦高温步骤引发不可控的衰减，产线良率与一致性将受到直接影响，进而削弱市场竞争力。 造成衰减的深层原因，来自材料内部缺陷的累积与扩散。研究团队通过系统研究，指向“碘空位”这一关键缺陷：在加热条件下——碘元素更易迁移或损失——形成空位缺陷并继续诱发连锁反应。缺陷不仅降低载流子传输效率，还可能触发材料结构不稳定，导致薄膜从微观层面发生退化，进而表现为器件性能快速衰退。过去一些做法偏向“事后修补”，通过溶液处理等方式钝化缺陷，虽可在一定程度上改善参数，但也可能带来溶剂侵蚀、工艺复杂、重复性不足等新问题，与规模化制造“少步骤、强一致”的要求存在矛盾。 缺陷的形成机理与工艺环节紧密耦合，使得稳定性问题不仅是材料科学问题，也是制造工程问题。对产业链来说，若无法在制造流程中实现“边生长边抑制缺陷”，即便短期内取得高效率数据，也难以满足组件在高温、高湿、长时间运行条件下的可靠性要求。特别是在光伏应用场景中，长期户外服役对热稳定、湿稳定与封装协同提出更高门槛，稳定性短板会被放大。 针对这一痛点，研究团队提出“固态分子压印退火”策略，将缺陷抑制前移到薄膜结晶形成的关键时刻，实现从源头治理。其核心思路是：在材料热退火过程中引入固态功能分子，以“压印”的方式温和、精准地作用于薄膜表面与晶界等关键区域，不依赖溶剂体系，从工艺上避免液相处理可能带来的二次损伤；同时通过分子作用“锁定”碘涉及的化学环境，抑制碘空位产生及扩散，降低缺陷增殖所引发的分解风险。值得关注的是，该固态“分子印章”意义在于可重复使用的特征，意味着在实现性能提升的同时，有望兼顾制造端对成本与效率的双重诉求。 在该策略支撑下，团队制备的钙钛矿太阳能电池实现效率与稳定性同步提升：在小面积器件与放大后的微型组件尺度上均取得国际领先水平的转换效率，最高达到26.6%。更关键的是，在高温高湿等严苛条件下长时间运行仍保持较高性能保持率：在85摄氏度、60%相对湿度环境连续运行1600余小时，性能保持率达98.6%；在干燥环境放置超过5000小时，性能保持仍在97%以上。相关指标显示，长期困扰该类器件的“高温退火引发衰减”问题取得实质性进展，也为后续可靠性评价、工艺放大与组件化验证提供了更坚实的数据基础。 从更广阔的技术演进看，这一成果不仅在于提出新工艺，更在于形成“机理识别—源头抑制—制造友好”的闭环思路：一上明确碘空位热诱导分解中的关键作用，为后续材料体系设计与稳定性评价提供可量化的科学依据；另一上以固态压印方式融入现有热退火流程，增强了与产业制造的兼容性。若后续能在更大面积组件、长周期户外暴露与封装协同等环节继续验证其稳定性与可制造性，并实现设备与流程的标准化集成，有望加快钙钛矿光伏从“高效率演示”向“可用、耐用、可规模化”跨越。
从实验室突破到产业化落地，中国科研团队用原创性技术破解了困扰学界多年的材料稳定性难题；这项成果不仅为全球新能源发展提供了中国方案，更表明了我国在关键核心技术攻关上的实力。在能源革命的大背景下，科技创新正成为推动高质量发展的核心引擎，这项突破或许正是未来绿色能源时代的重要标志。