近日,我院李静教授、尹君副教授团队通过创新性地结合近红外退火(NIRA)技术与PbI2结晶调控策略,成功实现了大面积钙钛矿薄膜的快速均匀制备,并获得高效、稳定光伏组件的应用验证。相关研究成果以“Modified Near-Infrared Annealing Enabled Rapid and Homogeneous Crystallization of Perovskite Films for Efficient Solar Modules”为题发表在《Nano-Micro Letters》(IF 31.6)期刊。

基于PbI2结晶调控的NIRA工艺实现高效稳定钙钛矿模组
针对传统热板退火工艺存在的能耗高、耗时长等行业痛点,本研究团队创新性地设计开发了具有半封闭腔体结构和反射组件的近红外快速退火(NIRA)系统。实验结果表明,该NIRA技术通过协同利用传导、辐射和对流三种能量传递机制,显著提升了热利用效率,将传统退火时间缩短至20秒以内,实现了高效节能的退火过程。同时,通过在钙钛矿前驱体溶液中引入过量PbI2的策略,成功实现了双重优化效果:一方面在真空闪蒸阶段促进了薄膜的均匀成核,另一方面在NIRA退火阶段诱导了快速且均匀的结晶过程(如图)。
进一步,通过全刮涂大面积薄膜制备技术所构建的36 cm2和100 cm2模组分别实现22.03%和20.18%的光电转换效率,封装后器件在ISOS-L-1测试条件下保持了1000小时的T90稳定性,且在85°C和85% RH的加速老化条件下,也表现出了良好的光热稳定性。
该工作由厦门大学郑南峰院士、李静教授、尹君副教授团队,联合华能集团清洁能源研究院赵志国研究员等人共同合作完成,萨本栋微米纳米科学技术研究院2021级博士研究生常青为第一单位第一作者。该工作得到了中国华能集团清能院科技项目、嘉庚创新实验室科技项目资助和支持。
论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-025-01792-3