钙钛矿太阳能电池具有生产简单、光电转化效率高等优势，被认为是极具发展潜力的新型光伏技术。然而，在钙钛矿薄膜退火过程中，不可控的相变动力学和挥发性组分的损失会导致钙钛矿太阳能电池出现多种类型缺陷。同时，大面积制备钙钛矿薄膜时易造成薄膜均匀性下降，进一步引发器件的电流失配及电压负载失衡等问题。这些问题成为制约模组光电转换效率和可重复性的障碍，并影响器件的运行稳定性。

在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学研究所绿色印刷实验室宋延林课题组提出通过分子间相互作用调控结晶动力学，并稳定α晶相来制备大面积钙钛矿光伏模组。研究人员利用草酸胍（GAOA）作为离子对稳定剂，通过分子与Pb-I骨架之间的氢键和双齿螯合静电相互作用，有效调控了钙钛矿δ相到α相的结晶相变速率，促进了高沸点溶剂的挥发，并限制了溶剂挥发过程中组分的损失。在n-i-p和p-i-n结构的钙钛矿太阳能电池中，分别获得了25.33%和25.37%的光电转换效率，大面积钙钛矿光伏模组的有效面积光电转换效率分别达到21.97%（37.9 cm²）和19.25%（641.4 cm²）。相关研究成果近日发表于Energy & Environmental Science期刊上（Energy & Environmental Science,2025,https://doi.org/10.1039/D5EE01031D）。第一作者是博士后郭豪丹，通讯作者是宋延林研究员、汪洋副研究员和西南石油大学黄跃龙教授。

结晶相变调控制备钙钛矿光伏模组

绿色印刷实验室

2025年6月6日