金属卤化物钙钛矿太阳电池作为一种极具潜力的光伏技术，其光电转化效率发展迅猛。为了提高钙钛矿太阳电池的效率和稳定性，研究者在结晶调控、缺陷钝化、界面和结构设计等方面做了大量的工作。然而，卤化铅钙钛矿结晶过程对空气中的水汽非常敏感，制造效率>25%且稳定的钙钛矿太阳电池需要惰性气氛（如氮气手套箱）或严格控温控湿的超净间的保护。从技术和经济的角度来看，这限制了大规模生产和实际应用。因此，亟需开发环境空气中制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，促进钙钛矿太阳电池实际低成本的商业化发展。

李美成教授课题组针对无法在空气环境中实现高效稳定钙钛矿太阳电池制备的技术难题，深入研究了钙钛矿材料的水至降解机理这一科学问题，发现了空位引发水合的现象，并开发了一种消除钙钛矿空位，从而阻断钙钛矿水合作用的方法，成功在空气环境中制备出了效率超25.3%的钙钛矿太阳电池，同时，所获得的电池在空气环境中老化2000小时后保持了97%的初始效率，在加速老化测试中也表现出优异的工作稳定性。本研究成果解决了钙钛矿太阳电池制备过程中对环境敏感的技术难题，摆脱了高昂的惰性气氛（如氮气手套箱）或严格控温控湿的超净间对电池大规模生产的限制，大幅推动了钙钛矿太阳电池大规模实用化进程。

▲钙钛矿水合阻挡示意图以及钙钛矿太阳电池效率曲线图和统计图

2023年8月，该研究工作的系列成果“Fabrication of perovskite solar cells in ambient air by blocking perovskite hydration with guanabenz acetate salt.”发表在国际能源领域顶级期刊Nature Energy上，论文的通讯作者是新能源电力系统全国重点实验室李美成教授，新能源电力系统全国重点实验室是论文唯一通讯单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、新能源电力系统全家重点实验室、“双一流”等项目资助。

Reference：Yan, L., Huang, H., Cui, P. et al. Fabrication of perovskite solar cells in ambient air by blocking perovskite hydration with guanabenz acetate salt. Nature Energy (2023).https://www.nature.com/articles/s41560-023-01358-w

初审：闫路遥

复审：李美成

审核：张 洪