西交大与厦大攻克锂电池稳定性难题

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2026年1月9日，西安交通大学与厦门大学的研究团队在国际顶级期刊《科学》上发表了一项重要成果，提出了一个创新性的技术方案，有望彻底解决钙钛矿太阳能电池长期面临的稳定性瓶颈。

此项研究由西安交通大学物理学院梁超教授团队与厦门大学材料学院张金宝教授团队协作完成。他们首次提出了“固态分子压印退火”这一颠覆性工艺策略，为从根本上增强钙钛矿材料的晶格稳定性探索出了一条切实可行的路径。

钙钛矿太阳能电池因其理论光电转换效率极高、制造成本低廉，且能通过溶液工艺进行大面积加工等突出优势，被业界公认为下一代光伏技术最具潜力的发展方向。然而，其商业化进程一直受到器件长期运行稳定性不足的根本性制约。尤其是在制备过程中必不可少的热退火环节，往往会导致材料表面缺陷增加、晶体结构退化，进而引发电池性能随时间的推移而显著衰减。

针对这一核心难题，研究团队开发出一种无需额外溶剂辅助的新型薄膜后处理工艺。在热退火阶段，通过在钙钛矿材料表面原位引入一层致密的咔唑基分子模板，实现了对晶体结构在分子尺度上的“原位约束”。这一过程有效抑制了碘空位这一主要缺陷的产生与迁移，从根本上阻断了高温处理过程中材料性能劣化的通道。由此制备出的钙钛矿薄膜不仅具有优异的晶体质量，同时缺陷密度极低，显著提升了内部光生电荷的传输与收集效率。

采用该技术制备的太阳能电池展现出了卓越的光电性能。在0.08平方厘米的微型器件上，光电转换效率达到了26.6%；当器件面积扩大至1平方厘米时，效率仍保持在24.9%；而在16平方厘米的微型组件上，转换效率依然可达23.0%，显示出该技术具备良好的规模化应用前景。

在稳定性方面，器件的表现同样出色。在85摄氏度高温与60%相对湿度的严苛加速老化测试条件下，连续运行1600小时后，电池仍能保持超过98%的初始效率。在常规环境储存下，电池性能在超过5000小时的时间内未见明显衰减。上述结果表明，该技术在提升钙钛矿太阳能电池的耐久性方面取得了实质性突破，为其迈向大规模实际应用奠定了坚实基础。