针对工业级全绒面钙钛矿/硅叠层太阳能电池在大气环境中实现规模化制备所面临的挑战——如反应不完全、杂相生成以及成分分布不均等问题，南昌大学姚凯教授团队创新性地提出了一种融合溶剂工程与近红外（NIR）辐照预热的协同调控策略。该方法通过采用乙醇（EtOH）与异丁醇（i-BuOH）混合溶剂体系，结合狭缝涂布技术及NIR辅助处理，有效协调了溶剂挥发速率与前驱体扩散动力学，显著优化了钙钛矿薄膜的结晶质量，提升了相纯度和组分均匀性。
基于这一策略，研究团队在开放大气环境下成功制备出高性能叠层器件。经认证，面积为1.0 cm²的器件实现了30.6%的光电转换效率（实验室测得30.95%），开路电压（Voc）达到1.88 V，填充因子（FF）超过80%，表现出优异的电学性能。更为重要的是，在面积高达110 cm²的大尺寸硅基底上，器件效率仍保持在27.1%，展现出卓越的可扩展性。封装后的器件在连续1100小时最大功率点跟踪测试中维持了初始效率的89%，在85°C/85%相对湿度的严苛老化条件下也保留了88%的性能，充分验证了其长期运行稳定性与商业化应用前景。
该研究成果以《Homogeneity Regulation in Sequential Fabricated Perovskite Film for Industrial-Scale Deposition of Fully-Textured Perovskite/Silicon Tandem Cells》为题发表于《Advanced Materials》期刊，其核心技术突破体现在以下几个方面：
➤ **优化的混合溶剂体系**：通过系统调控乙醇与异丁醇的比例（1:2），实现了溶剂极性、介电常数与饱和蒸气压的精准匹配。该混合溶剂在保证良好润湿性的同时，有效抑制了δ-CsPbI₃非钙钛矿相及未反应PbI₂的残留，促进了高质量α相钙钛矿的形成。
➤ **近红外预热促进均匀结晶**：引入NIR辐照作为预处理手段，实现了基板的快速、均匀加热，加速溶剂可控挥发，避免了传统热风或气淬工艺中常见的裂纹、咖啡环效应等缺陷，显著提升了大面积成膜的一致性。
➤ **高均匀性薄膜的实现**：多种表征手段包括SEM、XRD、拉曼mapping、ToF-SIMS等结果一致表明，所得钙钛矿薄膜在微米至厘米尺度上均呈现高度均一的晶粒形貌、相结构与元素分布。共聚焦PL mapping进一步证实了载流子复合的均匀抑制。
➤ **反应动力学调控机制揭示**：时间分辨XRD揭示了混合溶剂能够显著加快从中间相向目标α-CsPbI₃相的转变过程，确保反应彻底完成。PL与TRPL测试显示，优化后的薄膜具有更强的光致发光强度和长达450 ns的载流子寿命，表明非辐射复合损失被有效抑制。
在器件性能方面，采用NIR预热结合混合溶剂工艺制备的小面积叠层电池表现出卓越的输出特性，且批量制备的30个器件效率分布集中，标准偏差仅为0.5%，体现出出色的工艺重复性与可控性。大面积（110 cm²）器件的PL成像与厚度 mapping 显示薄膜厚度波动低于1%，EQE与反射率在不同区域差异小于1%，EL图像亦呈现高度均匀的发光响应，进一步佐证了其优异的电学一致性。
综上所述，该工作通过溶剂工程与光热协同调控，解决了全绒面叠层电池在空气中大面积制备中的关键瓶颈问题，为推动钙钛矿/硅叠层光伏技术从实验室走向产业化提供了切实可行的技术路径。
Z. Liu, S. Yang, Y. Tian, et al., Homogeneity Regulation in Sequential Fabricated Perovskite Film for Industrial-Scale Deposition of Fully-Textured Perovskite/Silicon Tandem Cells, Advanced Materials, 2025, e11177https://doi.org/10.1002/adma.202511177
