金属卤化物钙钛矿是下一代高效光伏器件的潜力材料。喷涂作为一种可规模化、适用于复杂基底的非接触式溶液加工技术，长期以来因结晶过程难以控制，所制备器件的性能落后于旋涂等方法。近期，中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究团队开发出一种受限结晶策略，有效提升了喷涂工艺制备钙钛矿薄膜的质量与器件性能，相关成果发表于《焦耳》期刊。

该策略通过在单个喷雾液滴内构建局部高浓度前驱体系统，并引入弱配体溶剂，限制了特定阳离子的扩散，同时增强了其与铅碘配位络合物的相互作用。这从源头重构了结晶路径，抑制了溶剂介导的中间相与副反应，促使液滴内发生均匀的体相预成核，从而直接沉积出具有高度晶体取向的α相钙钛矿薄膜。该喷涂工艺使薄膜的体相陷阱态密度降至约10¹⁴ cm⁻³的低水平。

研究团队结合机器学习优化喷涂工艺参数，最终在喷涂制备的钙钛矿太阳能电池上实现了25.5%的光电转换效率，并获得了认证的25.2%的效率值。他们还制备出效率超过22.5%的微型组件，其性能已接近当前先进的旋涂器件。这一方法显著拓宽了加工环境窗口，能在约80%的相对湿度下制备高效器件，并成功在复杂曲面基底上实现了超过23.2%的效率。

该工作克服了传统平面制备技术的局限，展示了喷涂工艺在制备高效率、耐湿性钙钛矿器件方面的潜力，为面向复杂几何形状与规模化生产的钙钛矿光电器件制造提供了新方案。

更多信息： 作者：Xiaopeng Feng 等人，标题：《用于先进光伏器件的高质量钙钛矿薄膜的限域结晶策略》，发表于：Joule(2025)。期刊信息： 焦耳