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钙钛矿太阳能电池（钙钛矿太阳能电池）的功率转换效率（PCE）已接近硅基同类产品，但其有限的长期稳定性仍是商业化应用的关键障碍。本研究发现，激光划线是影响钙钛矿太阳能组件（PSMs）稳定性的关键因素，这一点通过PSMs与钙钛矿太阳能电池之间观察到的不同退化速率得以证实。详细表征显示，P1划线区域因结晶动力学不匹配导致晶体质量较差且退化加速。此外，P2和P3划线工艺会引发局部热损伤，导致材料分解进一步削弱组件稳定性。因此，我们提出通过(E)-丁-2-烯-1,4-二胺二盐酸盐调控钙钛矿结晶动力学的策略，该方法可促进高质量、优先取向的钙钛矿薄膜形成，从而提升其环境耐受性。结果表明，孔径面积为25 cm² 和100 cm² 的PSMs分别实现了24.70%和23.89%的优异效率。值得注意的是，100 cm² 的 PSM 达到了23.55%的认证记录效率。此外，未封装的PSMs在环境空气（相对湿度约15%）中储存3,120小时后，仍保持初始PCE的93%，符合 ISOS -D-1标准。本研究为推进钙钛矿光伏技术长期稳定性的理解与改进提供了模块层面的视角。
图1 | 对比对照器件与模块的性能退化情况。a、对照器件光电转换效率（PCE）与薄膜效率（FF）从小尺寸到大尺寸的对比。每个灰色区域代表PCE较初始效率降低5%。b、器件（0.102 cm²）与模块（25 cm²）在环境空气（相对湿度约15%，室温）中 ISOS -D-1标准下的稳定性。c、PSMs示意图。左侧图例说明各功能层结构。P1-P3为模块中的三条分界线。d-f、制备的对照钙钛矿薄膜在P1划线区域(d)、P2划线区域(e)及P3划线区域(f)的SEM图像与横截面SEM图像。a、b中数据以均值±标准差表示，追踪了每种条件下十个器件的PCE随时间变化情况。
图2 | 对照钙钛矿薄膜在P1划痕线处的结晶过程。a、光学显微镜（OM）图像显示对照钙钛矿薄膜在室温下暴露于约15%相对湿度的环境空气中，随时间推移在P1划痕线处的退化情况。b、c、扫描电子显微镜（SEM）顶视图分别展示了对照钙钛矿薄膜在非划痕区域(b)和P1划痕区域(c)在150°C下热退火不同时间（0秒、30秒、60秒、120秒、300秒和600秒）后的形貌。钙钛矿界面处的白色片状晶体被圈出并标注为碘化铅。d、使用非划痕区域和P1划痕区域的沉积薄膜在150°C热退火过程中进行的原位 GIWAXS 测量。右上角插图显示了沿面外方向（qz）的 PbI₂ 衍射峰。e、对照钙钛矿薄膜在150°C退火10分钟后高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）图像。插图为对应样品的 SAED 图谱。
图3 | P2和P3激光刻蚀在对照钙钛矿模块中引起的热损伤。a、d、EDS映射（C、O、Pb、I）图像显示对照钙钛矿模块在P2划线(a)和P3划线(d)后的状态。图(a)和(d)中的测试区域分别对应P2划线区域（图1e）和P3划线区域（图1f）的SEM图像。b、e、二维 TOF -SIMS映射（正离子模式）显示对照钙钛矿模块：(b)P2划线区域检测到的离子FA⁺和PbI⁺；(e)P3划线区域检测到的离子FA⁺和 Ag₂I ⁺。c、f、二维PL映射照片显示对照薄膜在P2划线区域(c)和P3划线区域(f)周围的演变过程，其中(f)插图展示了P3区域的 TRPL 映射（TRPL 强度标度：0-140 ns）。使用氯苯从钙钛矿表面去除Spiro-OMeTAD（HTL）以暴露底层。通过胶带剥离顶部银电极来暴露Spiro-OMeTAD（HTL）表面。
图4 | 调控钙钛矿结晶动力学以获得高质量钙钛矿薄膜。a，钙钛矿薄膜生长的刮刀涂布工艺示意图。b，自下而上二维模板化钙钛矿钙钛矿薄膜生长的结晶机制示意图。c，靶钙钛矿薄膜在不同退火时间（0秒和600秒）下的原位二维 GIWAXS 。d，钙钛矿前驱体溶液中添加“2 mol% BDECl”的非划痕区域和P1划痕区域的SEM图像及横截面SEM图像。e，f，靶钙钛矿模块的二维 TOF -SIMS映射（正离子模式）：(e) P2划痕区域检测到的离子FA⁺和PbI⁺；(f) P3划痕区域检测到的离子FA⁺和 Ag₂I ⁺。
图5 | 小面积钙钛矿太阳能电池和大面积PSMs的光伏性能。a、基于控制和目标的冠军钙钛矿太阳能电池的J-V特性，孔径面积为0.102 cm²。b、c、基于控制和目标的冠军PSMs的J-V特性，孔径面积分别为25 cm²(b)和100 cm²(c)。d、控制和目标模块随时间变化的EL- EQE 演化曲线。器件定期测试从1 V到2.5 V，每步为0.1 V。e、基于控制和目标的未封装PSMs在1秒太阳光照下（使用白色发光二极管，100 mW cm⁻²）的PCE随时间变化，环境空气湿度约15%，室温，根据 ISOS -L-1。f、在25°C下使用N2气流，基于控制和目标的PSMs（25 cm²）在1秒太阳光照下（使用白色发光二极管，100 mW cm⁻²）的连续最大功率点跟踪。g、根据 ISOS -D-1，在环境空气湿度约15%，室温下，未封装钙钛矿太阳能电池（0.102 cm²）和PSMs（25 cm²）的长期稳定性。器件定期测试在AM 1.5G辐照下，使用Xe弧灯，100 mW cm⁻²。数据以均值±标准差表示，d、e和g中追踪了每种条件下十个器件随时间变化的PCE。
题目：Regulating perovskite crystallization kinetics at laser scribe lines for efficient and stable perovskite modules作者：Yihuan Xie, Baojin Fan, Hongxiang Li, Chenxiang Gong, Zhaoyang Chu, Shaohua Zhang, Yong Zhang, Xiaotian Hu & Yiwang Chen接受日期：First published: 20 February 2026原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69685-6
