卤化物钙钛矿太阳能电池的结晶调控与器件稳定性研究：从组分工程到界面钝化的系统探索

摘要：卤化物钙钛矿材料凭借优异的光吸收系数、可调的带隙与低廉的溶液加工成本，在过去十余年间推动太阳能电池光电转换效率实现了惊人的跃升，但其长期稳定性不足与含铅毒性问题始终制约着产业化进程。本文系统梳理钙钛矿太阳能电池的晶体结构与光电物理基础、组分工程与制备工艺的发展脉络，重点分析缺陷钝化、晶界调控与界面工程对器件效率及运行稳定性的影响机制。研究表明，钙钛矿材料兼具的高缺陷容忍度与离子迁移的软晶格特性之间存在着深刻的张力：一方面，若干本征缺陷并不构成致命复合中心，使多晶薄膜仍能保持较高效率；另一方面，离子在外场驱动下的迁移又会诱发相偏析、界面电荷累积与器件老化。结合对代表性制备工艺与加速老化测试的分析，文章从组分设计、界面修饰、缺陷工程与封装策略等层面提出综合优化路径，以期为钙钛矿光伏的实用化提供系统性的材料科学与工程参照。

关键词：钙钛矿太阳能电池；结晶调控；界面钝化；器件稳定性；组分工程

一、引言

太阳能光伏是应对全球能源转型与碳中和目标的战略路径，而以晶体硅为代表的传统电池虽已高度成熟，其制程的能耗密度与理论效率天花板仍促使学界在更多新材料的舞台上积极探索。在诸多第三代光伏候选材料中，卤化物钙钛矿凭借其近乎理想的光电性质脱颖而出，成为过去十余年研究热度攀升最快、效率纪录刷新最为频繁的研究方向之一。它以低廉的材料成本、便捷的溶液法成膜以及可柔性化的潜在优势，承载着光伏产业从"重装备、高能耗"走向"轻薄、低耗、普适"的转型想象，因而兼具学术价值与产业意义。

钙钛矿这一名称取自天然矿物钛酸钙的晶体结构类型，凡具有此类结构通式的化合物均可称为钙钛矿。用于光伏的有机无机杂化卤化物钙钛矿，则通常以通式形态由有机阳离子、二价金属阳离子与卤素阴离子排列而成，其中甲基铵铅碘与甲脒铅碘等是最具代表性的成员。这类材料在短短数年间取得的效率成就令人瞩目：自二〇〇九年宫坂力教授首次将其用于染料敏化电池并录得百分之三点几的初始效率以来，历经单结效率的接连刷新，如今的实验室认证效率已经逼近晶硅电池的水平，理论上的单结肖克利-奎伊瑟极限亦为其上升空间描绘了可观的上限。这种将一种此前在实验室鲜有商品化前景的化合物，转化为与统治市场数十年的晶硅并驾齐驱的候选者的速度，在材料科学史上堪称罕见。

然而，效率的飞速攀升并不能掩盖横亘在产业化道路上的根本障碍——稳定性。大量研究反复表明，钙钛矿器件虽然能在理想实验室条件下保持可观性能，但在湿热、光照、持续偏压与温度循环等实际运行应力的作用下，其效率往往快速衰减。更令人困扰的是，这类材料对湿度极为敏感的离子晶体本质、有机组分的热不稳定性以及对多种常用电荷传输层的潜在腐蚀，构成了一个环环相扣的失效链条。若不能从根本上破解这一"快而不稳"的困局，钙钛矿电池无论多么廉价高效，也难以跨越从实验室走向屋顶的鸿沟。

与此同时，组分中的铅离子所带来的环境与健康隐忧，也在持续考验着该技术的公众接受度。铅的高生物富集性与潜在毒性，使得含铅钙钛矿器件在其全生命周期内的泄漏风险受到严格审视，而试图以锡、锗等元素部分或完全替代铅的努力，又往往因替代后材料的易氧化与高缺陷密度而陷入效率与稳定性的新两难。因此，如何在不显著牺牲效率的前提下减少乃至消除对铅的依赖，成为材料设计必须直面的价值命题。

本文的研究问题由此清晰起来，主要聚焦三个层面。第一，卤化物钙钛矿的晶体与光电结构究竟有何独特之处，其高效的根源何在，又有哪些本征弱点埋伏其中；第二，结晶调控与界面钝化分别在什么样的物理机制上影响器件效率与稳定性，实践中又以怎样的具体手段加以实现；第三，钙钛矿器件在多维应力下的退化过程呈现出怎样的规律与成因，又应当构建何种组分—工艺—封装的联合策略来加以抵御。这三个问题相互递进，共同构成从材料本征性质到器件工程全链条的理解框架。

从研究意义看，这一选题既回应了学术前沿的活跃关切，也切中了产业转化的要害所在。钙钛矿光伏正处于从实验室认证向规模化制造跨越的关键时期，谁能在稳定边坡上取得决定性进展，谁便有望率先占据技术高地的有利身位。系统梳理其结晶调控与界面钝化的科学逻辑，冷静剖析稳定性难题的深层成因，对于判断技术的真实成熟度、甄别可行的升级路线而言具有重要的参考价值。本文将秉持兼顾成就与困境的均衡立场，为读者呈现一幅钙钛矿光伏研究的完整画卷。

从全球科技与产业竞争的宏观背景看，钙钛矿光伏的兴衰绝非孤立的技术事件。近年来，多国在政策与技术路线图中相继将钙钛矿叠层电池列为攻克下一代高效光伏的战略方向，一方面以其潜在的叠层应用与硅基电池优势互补、冲击更高转换效率，另一方面则期待依托其溶液加工的柔性特征开辟建筑一体化光伏、可穿戴电源等新型应用场景。产业界投入的持续加大，使钙钛矿电池从基础的学术讨论迅速蔓延至中试线、量产线的工程建设之中，工艺流程的放大、良率的提升与成本的压缩随即成为牵动整条产业链的现实议题。在这一背景下，对材料本质稳定性的理解，便不再仅仅是孤立于实验室的科学好奇，而成为关乎大规模投资能否落地、技术路线能否兑现的底层判断依据。

围绕研究框架的确立，本文在方法上采用理论分析、工艺梳理与案例印证相结合的综合路径。理论部分着力阐明钙钛矿材料能带物理、缺陷化学与离子动力学的内在关联，为判断效率与稳定性的权衡提供依据；工艺部分系统回顾一步旋涂、两步顺序沉积、真空共蒸镀与气相助剂等主流成膜路线，比较其在结晶质量、缺陷浓度与成本之间的取舍；案例部分则选取若干具有代表性的高效率器件与加速老化试验，以"效率—稳定性—工艺可实现性"三个维度加以评估。这样的方法安排，力图避免仅凭单一指标评判技术高下，而是在材料微观机制与器件宏观性能之间建立起可检验的因果链条。

需要承认的是，钙钛矿光伏研究至今仍处于快速演化之中，许多观测到的现象尚未获得完全一致的物理解释，不同实验室在相同工艺参数下亦常呈现出不尽相同的重现性表现，这是软质离子晶体材料所特有的复杂性使然。正因如此，本文在表述上将严格区分已被广泛复现的共识性结论与仍存争议的探索性判断，力戒以个别证据外推为普遍规律。在奠定前述背景与问题意识之后，下文转入对重要文献的系统梳理与评述，以期在既有认知的坐标中为课题的深入开展定位。

二、文献综述

卤化物钙钛矿光伏的发展史，是一部多位顶尖学者在不同维度上开拓进取、相互激荡的历史。本节以主题为线索，评述其中最具代表性的学者及其观点，既呈现各自独立的方法贡献，也揭示彼此在认识论与方法上的联系与张力。

最早将钙钛矿引入光伏视野的是日本学者宫坂力。二〇〇九年前后，宫坂力与其合作者在尝试寻找新型敏化材料以替代传统有机染料时，将甲基铵铅碘等卤化物钙钛矿用作敏化剂，组装到以液态电解质为基础的染料敏化太阳能电池之中，首次录得百分之三点几的光电转换效率。尽管这一沉积量并不算高，且该体系因液态电解质对钙钛矿的溶解而迅速衰减，但其开创意义毋庸置疑：它证明了一种价廉的卤化物钙钛矿能够在光伏器件中承担实际的光电转换功能，为此后一系列设计拉开了序幕。宫坂力的贡献不仅在技术起点上留下印记，更在于他示范了一种开放的材料搜索思路，即从实验室中被广泛研究的晶体出发，重构其在真实能源器件中的用武之地。

瑞士学者格拉策尔的介入则将该领域推向了固态化的关键转折。格拉策尔长期深耕染料敏化电池与介观材料光伏，他敏锐地意识到，要克服液态电解质对钙钛矿的侵蚀，就必须发展固态空穴传输层。在其引领下，以适体类空穴传输材料为载体的固态钙钛矿器件迅速问世，不仅显著提升了稳定性，也将效率推升至百分之十以上的量级。格拉策尔团队对介观架构、界面与离子动力学的系统理解，为钙钛矿电池从"敏化剂-溶液"雏形走向"固态异质结"成熟形态奠定了工程与化学的双重基础。

英国学者斯奈斯则从半导体物理的角度对钙钛矿电池作出了深入阐发。斯奈斯与其团队率先论证了钙钛矿不仅可作为敏化剂使用，更可构成一种能够单独承担光吸收与电荷输运的"光源材料"，并据此推动发展出无明显介观支架的平面结构器件。更重要的是，斯奈斯对钙钛矿电荷载流子较长扩散长度与较低复合速率的系统测量，揭示了这类材料即便以多晶形态亦能兼顾优良载流子输运的物理机理，从而为理解其高效性提供了半导体物理层面的依据。斯奈斯还积极推动对材料稳定性的系统研究与标准化老化规程的建立，其倡导的基于运行时间而非常规表征的性能评估理念，对产业化的可靠性判断产生了深远影响。

韩国学者朴南圭与石尚日对组分与结晶工程的贡献同样不容忽视。朴南圭在溶剂工程、成膜工艺与高质量钙钛矿晶体的生长方面积累了深入研究，较早认识到前驱体配比与溶剂体系对薄膜形貌与缺陷的调控作用；石尚日则凭借两步法工艺的精细优化与对大阳离子钝化策略的探索成名，其通过引入过量有机组分或大体积阳离子以增强晶格稳定性、抑制离子迁移的思路，为后续组分设计提供了可资借鉴的样本。这两位学者的工作共同指向一个核心认识：钙钛矿器件的优劣，从薄膜结晶的那一刻起便在很大程度上被决定。

在稳定性与缺陷物理的研究线上，中国学者游经碧、黄劲松等作出了突出贡献。黄劲松团队对钙钛矿中离子迁移与电场驱动相分离现象的细致刻画，揭示了光线照射下卤素离子在相区内富集迁移的动力学过程及其对光致变暗的影响，为理解混合卤素体系的老化机制提供了关键证据；同时，其团队在铅基钙钛矿X射线探测器与光子响应研究中的拓展，也彰显了钙钛矿作为高性能半导体材料的普适应用前景。游经碧团队则在组分与工艺优化上屡次冲击效率纪录，并通过界面修饰与结晶调控不断压低非辐射复合损耗，推动了钙钛矿电池效率迈向更接近理论极限的区间。这些工作折射出中国科研力量已深度嵌入钙钛矿光伏全球竞争的主战场。

在机理研究层面，学界逐渐形成对钙钛矿"缺陷容忍"特性的共识性认识。与许多传统无机半导体不同，卤化物钙钛矿在带隙附近的大多数本征缺陷往往呈浅能级或中性能级，未必构成强复合中心，这使得多晶钙钛矿即便存在相当密度的缺陷，仍能维持较长的载流子寿命与较高的内量子效率。这一特性通常被归因于一个共同的作用源于其离子性软晶格中价带顶与孤对的耦合、能级结构的特殊性等因素。然而，缺陷容忍绝不意味着缺陷无关：深能级缺陷、晶界处与界面的复合中心，尤其是离子迁移引起的动态缺陷重构，依然是效率与稳定性损失的潜在来源。

综合评述上述文献可以得到几点认识。其一，钙钛矿光伏的每一次里程碑式效率跃升，几乎都能追溯到组分设计与结晶工程上的一项具体革新，说明材料的可调性与工艺的可塑性是这一领域的根本活力所在。其二，效率与稳定性之间并非天然对立，而往往可以通过界面钝化、组分掺杂与封装策略加以调和；但实现这种调和需要建立对离子动力学与缺陷化学的定量理解，而这恰是当前研究仍较为薄弱的环节。其三，随着研究从单结走向硅基叠层，稳定性的约束条件将更加严苛，如何在更高温度、更长时间与更复杂界面的工程条件下保持性能，迫切需要从材料本征层面给出更可靠的答案。这些认识为后文的理论与机制分析提供了扎实的文献基础。

除上述直接推动效率与稳定性认知的学者外，一批研究者在工艺放大的工程维度上的探索同样值得关注。以中国学者为代表的若干团队持续攻关大面积钙钛矿薄膜的均匀成膜与模块化制备，针对狭缝涂布、气相沉积等面向量产的技术路线，围绕气流控制、前驱体配比与结晶温度进行了系统的工艺优化，并开展组件级的老化与可靠性评估。这类工作的重要性在于，它把实验室中对小面积器件的精细控制，转化为能够在大面积、高节拍生产条件下复现的工程能力，而工程放大中不可避免的膜厚波动、边缘效应与界面接触问题，恰恰是揭示实验室认知局限性的试金石。从文献反映的整体趋势看，钙钛矿光伏正经历一场从"单点实验室验证"向"多节点全链条成熟"的转型，其中既有效率纪录的花样翻新，更有大量旨在厘清失效机理、统一测试口径的稳态工作。

在不同研究传统之间的张力上，文献亦呈现出值得玩味的分歧。有的学派更强调通过组分工程在体相层面"防患于未然"，主张以多维混合阳离子、混合卤素乃至大体积有机分子的引入来稳定相结构、钉扎晶格，从而在源头抑制离子迁移与相退化；另一些学者则更倚重界面钝化与表面处理这一"亡羊补牢"式的策略，倾向以功能分子的化学键合或物理钝化来中和表面与晶界的活性缺陷。事实上，体相稳定化与界面钝化并非互斥，而更接近于一枚硬币的两面：良好的体相组分若缺乏足够的表面与界面修饰，其潜在收益将难以充分兑现；而再出色的界面钝化，也难以完全弥补本征不稳定的体相组分在长期应力下缓慢退化的根基性风险。就当前文献的总体倾向而言，将两者结合的"组分—界面协同"路线正逐渐成为主流共识。

在方法层面，文献对稳定性评估的规范也日趋严格。早期许多工作仅以短期光照或高温存储下的效率保持率来表征稳定性，方法各异、口径不一，相互之间难以比较；随着领域走向成熟，研究者愈益主张采用标准化国际规程，在受控温度、湿度、光照与负载负荷条件下开展长时间的运行测试，并以器件失效的物理指标而非单纯效率比值来刻画退化。这种从"展示"到"测试"的转变，表面看似只是程序的规范化，实质却反映着研究界对钙钛矿光伏可靠性信心的理性回归，也为跨实验室成果的科学对标提供了可能。综合来看，这一脉络与前述各学派的努力工作一道，共同铺就了钙钛矿光伏从当前研究密集阶段迈向稳健成熟时期的方法论地基。下文将转入钙钛矿结构、光电物理与结晶机理的理论分析，以更根本的尺度审视效率与稳定性的来龙去脉。

三、理论基础

要对钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性形成科学解释，必须首先理解其晶体结构、电子结构与离子动力学的内在规律。本节依次阐述钙钛矿的结构化学与相变特征、其主导光电转换的能带与缺陷物理，以及离子迁移这一决定器件老化行为的关键过程，为后文的工艺与案例分析奠定理论坐标。

卤化物钙钛矿的结构化学，是其诸多优异与脆弱性能的源头所在。理想的钙钛矿结构可视为由共顶角的金属卤素八面体延展而成的三维骨架，有机或低价阳离子则填充于八面体之间的空腔之中。对最具代表性的甲脒与甲基铵铅碘体系而言，金属铅与卤素碘构成八面体骨架，空腔内的单价有机阳离子通过弱氢键与范德华作用与骨架耦合。晶格的稳定性可用容差因子加以粗判，当该参数落入接近理想的区间时，材料倾向于保持光活性优良的立方相或准立方相结构；一旦偏离理想区间过远，则可能塌缩为非预期相，甚至分解为惰性的杂质相。正是这种对尺寸匹配高度敏感的离子性结构，赋予了钙钛矿"组分可微调"的广阔空间，也使其面临相结构随温度、组分与环境应力漂移的本征风险。

电子结构层面，钙钛矿之所以成为高效光吸收材料，根植于其特殊的化学键图景。其价带顶主要由金属阳离子的孤对电子态与卤素阴离子轨道杂化而成，导带底则主要来自金属阳离子的轨道展宽；二者之间因杂化而软化、带隙收窄，并结合了高自由载流子与低有效质量的特性，使材料在可见光乃至近红外波段具备强而宽的光吸收能力的同时，又能维持快速的电荷分离与输运。更关键的是，这类材料的缺陷物理呈现所谓容忍性的特征：理论计算与实验测量一致显示，多数浅能级缺陷并不会成为强烈的非辐射复合中心，深能级缺陷的形成能通常较高而难以大量存在，因而即便是结晶质量并不算完美、晶界密布的多晶薄膜，也能表现出接近单晶的载流子寿命与光电内量子效率。这一独特的"缺陷容忍"特性，解释了为何钙钛矿器件能以相对粗放的溶液法制备而不失高效，是其在光伏材料竞技场中安身立命的物理根基。

然而，缺陷容忍的光明面背后，隐藏着晶格离子性所潜藏的动态软肋——离子迁移。由于卤化物钙钛矿中离子与骨架之间的结合常弱于共价键，晶格中的缺陷与活动离子在电场、光照与热能的驱动下可以发生迁移与再分布。光致卤素偏析便是一种典型表现：在富卤混合卤素体系中，光照射常诱发贫卤与富卤纳米区域的局部富集，导致吸收边与光电性质的动态漂移；而在界面电场作用下，空位与间隙离子向电极或接触界面的长期迁移，又会引起电荷累积、能带弯曲乃至对电荷传输层的化学侵蚀。离子迁移通常是可逆的，这使器件在暗态恢复后性能可能短暂回升，但也正是这种复杂且滞后的动力学，使得许多钙钛矿器件的稳定性表征呈现出时间与历史的依赖性，构成可靠性研究的重要难点。

从载流子复合的角度看，钙钛矿器件的效率上限同样由非辐射复合损耗决定。依据细致平衡原理，理想器件应将几乎全部光生载流子转化为外电路电流，而实际损耗往往来自缺陷辅助的肖克利-里德-霍尔复合、界面处的载流子复合以及俄歇复合等高阶过程。开路电压与理想值之间的差距，通常被视为器件质量与钝化完善程度的综合指示。学界围绕如何将开路电压损耗压低到零点几伏以内展开了大量界面与体相修饰的工作，也发展出电致发光外量子效率等表征手段来反推各类复合通道的相对强弱。正是对这些复合通道及其起源的细致刻画，支撑了界面钝化策略的科学设计——通过向表面或晶界引入能中和活性缺陷、形成稳定化学键或构筑能带势垒的功能分子，研究者得以在宏观层面系统性地压低复合、提升电压与稳定性。

进一步看，界面的角色远不止于载流子输运的中转站。在钙钛矿太阳能电池的叠层结构中，电荷传输层既须对相应的载流子呈现选择性与低传输势垒，又须能有效阻挡异号载流子与离子的不当穿行，还须在化学与能带层面与钙钛矿形成良好的接触与柔性匹配。一旦界面处的能带不连续、化学基团的反应活性或离子渗漏形成危险组合，便可能成为效率衰减与器件退化的策源地。因此，界面工程的实际内涵，已从简单的"选择层堆叠"扩展为兼顾能带对准、化学钝化、抗离子迁移与机械兼配的多目标优化，界面层的厚度、覆盖度、能级位置乃至表面偶极调控都成为精细可调的旋钮，共同决定了器件在长时运行中的命运。

综合本节分析可以看出，钙钛矿光伏的高效与脆弱实为同一物理本质的两面：其离子性、软晶格与高容忍度带来了可低成本制造的竞争优势，也孕育了离子迁移、相退化与界面侵蚀等稳定性风险。效率与稳定的统一，因而不能寄望于单点修补，而必须依托对结构化学、缺陷物理与界面动力学的系统理解，在组分、工艺与封装的多个尺度上协同施策。这一认识构成了本文考察各主流成膜路线与代表性器件案例时的分析框架。

在结晶与成膜的热力学-动力学图景中，钙钛矿薄膜的性质同样深受形成路径的支配。无论是溶液法还是气相法，薄膜的最终相组成、晶粒尺寸、织构与缺陷密度，都取决于形核与生长的竞争。前者决定晶粒的数目与尺度，后者决定晶粒内的延续性与应力的释放程度；而在非平衡条件下，过快的析出往往带来高密度的晶界与点缺陷，极端情况下甚至析出非预期的中间相或杂质相。研究者为此发展出一系列调控手段：通过反溶剂处理推动前驱体过饱和而快速均相形核，通过溶剂退火在结晶后期促进晶界愈合与缺陷修复，通过引入诱导结晶的种子层或添加剂来定向引导生长择优取向。这些工艺层面的精细操作，本质上都是在形核—生长的竞技场上以动力学杠杆换取晶体质量的提升，进而将本征光电性质的潜力在宏观薄膜上真实地兑现出来。

晶界的角色在此值得单独讨论。与单晶相较大为丰富的晶界，一方面可能成为离子迁移或水分侵入的快速通道，加速局部退化；另一方面，若晶界处能形成由钝化物种构成的稳定网络，它们反倒可能充当抑制迁移、锁定位错与缺陷的保护层。大量实验已观察到，合理设计的晶界修饰能够在降低缺陷密度的同时提升电阻稳定性，说明晶界的物理作用并非固定，而取决于其化学环境与能带对齐方式。这启示人们，对多晶钙钛矿而言，"减少晶界"与"驯化晶界"是并行不悖的两条思路，而后者凭借更低成本与更大工艺宽容度，在面向产业化的策略中日益受到青睐。

在器件尺度的电荷动态上，还需考虑离子-电子耦合对测量的独特影响。钙钛矿中存在的光照下离子再分布，会造成宏观上的滞后现象：正反方向扫描所得的电流电压曲线在势垒高于某阈值时往往明显分离，这一滞环幅度既取决于组分与界面性质，也随扫描速率与历史状态而漂移。滞环的存在为准确评价效率带来困扰，若仅取某一方向扫描的最大值，可能夸大真实性能；因此，学界趋向于采用更稳健的通量或稳态测量来界定器件水平，并把滞环大小本身视为反映离子可动性与界面接触质量的一项诊断指标。理解这一现象背后的离子动力学，不仅有助于正确评估器件，也是剖析光照下行为漂移与长期退化的必要前提。

最后，从材料体系的角度，将正式与反式两类器件几何加以比较有助于厘清界面与稳定性之间的耦合。正式结构通常采用致密与介观双层电子传输层与有机空穴传输层，能带与工艺较为成熟，早期的效率纪录多由此产生，但其异质结构界面在湿热与紫外应力下的反应性、有机空穴传输层的易损性以及相对内部掺杂迁移等问题，对其长期稳定性构成持久考验。反式结构则以无机且更耐湿热的电荷传输层为特征，虽在能带选择与早期效率上曾显劣势，却凭借更为简单、温和的低温工艺和潜在更好的运行稳定性，在近年叠层与量产探索中备受关注。这一对比再次说明，器件的最终表现是体相组分、界面化学与器件架构交织作用的净结果，孤立地评价任何单一环节都难免失之偏颇。综合这些认识，下一节将转入具体研究方法与主流工艺路线的系统梳理。

四、研究方法

本文在方法上遵循"机理—工艺—器件—失效"贯穿的材料工程分析框架。在文献层面，系统梳理钙钛矿光伏领域公开报道的高效器件与加速稳定性测试数据，聚焦组分、工艺与性能之间可检验的对应关系；在数据使用上，对效率数值、寿命指标等引用以公开发表成果为准，个别说明性参数标注为约略或示例，目的在于刻画量级与趋势而非主张精确的统计推论。

具体而言，本文的分析维度分为四个层面。其一为组分维度，考察阳离子与卤素组合、掺杂与添加剂对相稳定性、带隙与缺陷性质的影响；其二为工艺维度，比较一步旋涂、两步顺序沉积、气相共蒸等主流路线在薄膜质量与效率上的差异；其三为界面维度，评析空穴与电子传输层、钝化策略与能带工程对器件性能与耐久性的作用；其四为失效维度，剖析湿热、光照、温度循环与偏压应力下器件的退化路径与主导机制。通过这种多尺度的交织分析，力图在繁杂的文献与数据中提炼出兼具普遍性与操作性的规律认识。

五、现状与案例分析

钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性现状，可以从组分工程、成膜工艺与器件架构几条主线加以把握。下文先勾勒总体格局与结构特征，再以两类代表性案例深入剖析当前技术的真实水平与面临的挑战。

从组分演进的总体态势看，早期以单卤素甲基铵铅碘为代表的体系虽获取便捷、初始效率可观，却受困于该组分在室温附近的结构相变与对湿热条件的高度敏感。学界由此成功推动组分向混合化演进，先后发展出以甲脒为骨架、适量甲基铵与卤素掺入以稳定光活性相，并引入铯、铷等无机小阳离子或大体积有机分子以提高熵稳定性与压缩离子迁移的多元组分体系。这类多维组分设计，借助混合熵的增加与晶格应力的调控，显著扩展了材料保持稳定相的温度与湿热窗口，使器件在中等湿热条件下亦能较长期保持性能，构成了当前高效且相对稳健器件的主流化学基础。

在工艺路线方面，溶液法凭借低成本便捷性长期主导实验室研究，其中一步旋涂与两步顺序沉积是两种基本范式。一步法以单一前驱体溶液经旋涂与反溶剂处理快速制膜，重在通过反溶剂的时机与配比调控形核；两步法则先沉积碘化铅再转化，虽工艺窗口更宽、对结晶过程控制更细腻，却也面临转化不完全与形貌不均的长久课题。与此相对，气相共蒸法在真空条件下控制蒸发舟温度实现精确共沉，薄膜致密均匀、重现性良好，虽设备投入较高，却在面向高品质器件与叠层结构时展现出独特的工艺价值。这些路线在结晶质量、缺陷密度、界面清洁度与成本之间各有取舍，任何看似微小的工艺参数变化都可能被钙钛矿敏感的结晶动力学放大为效率与稳定性的显著差异，这也是该领域重现性难题的重要工艺根源。

从器件架构与钝化策略看，界面工程已成为当前提升效率与稳定性的核心抓手。通过在钙钛矿/电荷传输层之间引入单分子或多层钝化剂，可有效中和表面与界面的活性缺陷、优化能带对齐并阻挡离子迁移与水分侵入；在体相中合理选用添加剂，亦可在晶界处营造保护性网络，抑制光致卤素偏析。正是在体相组分与界面修饰的共同推动下，小面积器件的认证效率已逐步逼近或超过许多传统高效光伏材料，开路电压损耗被持续压缩，滞环得到明显抑制。

为具体考察当前水平与挑战，下文以两个代表性案例加以剖析。

其一，以高效混合阳离子体系器件为代表的效率领跑案例。此类器件通常以甲脒为基础、掺入适量的铯等小阳离子与大体积有机钝化分子，采用反溶剂辅助的一步旋涂与精细界面钝化组合，在三层结构中选择或构建能带合适的电荷传输层。据公开发表与认证记录反映，此类代表性器件的效率已可稳定达到高百分点区间并屡创新高，其突出的光电特性源于体相缺陷被有效钝化、晶界网络较为致密以及界面复合被显著抑制三者之综合。然而，效率突破的背后并非没有隐忧：此类体系中对湿度与氧气较敏感、对工艺边缘参数宽容度有限，部分高效率器件在超出理想配比或缺乏严格封装时，其运行寿命会明显下降，提示"效率峰值"与"稳健运行"之间仍存在需要以更系统工程加以填平的落差。

其二，以面向产业化的大面积模块与加速老化测试为代表的工程验证案例。在组件尺度上，研究者选定适当工艺路线后，通过狭缝涂布或卷对卷方式制备较大有效面积模块，并引入高阻水封装与边缘密封以抵御外部水氧；随后依稳定化规程开展光照、湿热与温度循环等加速应力试验。这类案例的价值在于，它将实验室里对"效率"的追逐转向对"可靠性"的承诺：相较于小面积器件动辄短时高效率，大面积组件需在更宽的工艺容差下维持膜厚、缺陷与界面的均匀性，其效率损失与良率下降往往暴露许多在厘米级实验中难以察觉的工程缺陷。加速老化测试所呈现的功率衰减曲线，则直接度量了封装、材料配比与器件构型对耐受应力的综合贡献。尽管许多示范项目已展现出较为可观的初期稳定性，但如何在兼具成本竞争力的前提下将长时可靠性推进到可媲美晶硅的年限量级，仍是横亘在规模化之前必须跨越的现实门槛。

综合以上案例分析可以看到，钙钛矿光伏在效率维度已取得令学界振奋的成就，其稳定性的改善也随组分与封装工程的进步而持续发生；但与此同时，"高效率点式突破"与"大面积长寿命"之间的巨大落差，恰恰指明了从材料本征设计、到器件工程放大的整条链条上仍待深化的环节。要真正理解并缩短这一差距，需要进一步梳理多维应力下器件的退化规律与主导成因，这正是下一节问题与讨论将要聚焦的内容。

回到组分-器件对应关系的细节，可进一步观察钝化策略如何具体落地。在体相层面，研究者常在前驱体或退火阶段引入含氨基、羧基、硫基等能与表面欠配位铅离子或卤素空位形成配位或氢键的功能物种，使其在结晶过程中自然富集于晶界与表面，形成一层能中和缺陷、排斥水氧的钝化壳；有的体系中，这种功能物种还会进一步参与晶格稳定，通过立体位阻或静电作用压制离子迁移。在界面层面，则普遍采用超薄自组装单分子或溶液旋涂的钝化层插入钙钛矿与电荷传输层之间，以能带阶梯或偶极的方式优化载流子抽取，同时充当阻挡金属电极金属原子或空穴传输层副产物向钙钛矿扩散的物理壁垒。此外，对钙钛矿表面进行可控的卤素或小分子后处理，也能在不破坏薄膜的前提下重塑表层化学，进一步提升器件在暗态与光照下的运行稳定性。这些手法彼此嵌套、层层叠加，正是当前高效率长寿命器件趋于成熟的技术侧面写照，也印证了前文所述"体相与界面协同"的普遍取向。

在特定应用牵引下，柔性钙钛矿器件的现状亦值得一提。依托聚合物或超薄玻璃衬底的柔性电池，因弯折适应性强，被寄望于开启可穿戴电源与车用光伏等场景，但其在弯曲应力下薄膜开裂、界面脱层与机械可靠性的短板，使其在效率与耐弯寿命上面临比刚性器件更严苛的考验。围绕解决这一问题，研究者尝试通过引入增韧添加剂、优化成膜内应力与采用金属网电极等途径增强器件的力学韧性。柔性化的探索虽然仍处于早期，却鲜明折射出钙钛矿材料在多样化新兴应用中的潜力及其对系统性工程能力的更高要求，进一步说明效率、稳定与工艺的可实现性必须在真实应用条件的约束下相互平衡。

六、问题与成因分析

效率突飞猛进并不能掩盖钙钛矿光伏走向产业化时面临的系统性问题。这些问题的根源，有的深植于材料的本征物理，有的源于工艺放大的工程现实，还有的涉及材料对环境与健康的权衡，彼此耦合、相互放大。本节从本征稳定性、工艺与重现性、毒性与环境三个层面剖析其表征与成因。

本征稳定性上的首要难题，是钙钛矿材料对湿、热、光等环境应力的多路径敏感性。湿度之所以成为头号威胁，在于水分子能够通过与有机组分及卤素的相互作用，扰动晶格并降低其形核能垒，从而催化甲脒、甲基铵组分的分解，析出非钙钛矿相甚至固态中间体；这种以水为媒介的化学通道往往在晶界与缺陷处率先开启，并沿颗粒与孔隙扩展，形成肉眼可见的颜色退化与空穴化。热稳定性则受累于有机阳离子在较高温度下的逃逸倾向，尤其缺乏足够稳定骨架的组分在受热时易发生组分脱附或晶格重构，使得器件在高温运行与存储条件下性能持续下滑。光照下的退化路径更显复杂，紫外部分的高能光子既可直接与钙钛矿或其界面发生光化学作用，也可能耦合离子迁移诱发可逆或不可逆的相偏析，叠加持续运行中的载流子注入与焦耳热，共同推动长期效率的缓慢衰减。从成因看，这些失效通道大多指向同一种材料本性，即钙钛矿作为软质离子晶体所固有的高离子活性与有限的热力学耐受力，因而任何单一防护措施都难以全面覆盖其多应力耦合下的失效全貌。

在工艺与器件尺度上，重现性不足与大面积放大引发的效率损失，构成第二类突出问题。实验室中以旋涂和反溶剂实现的小面积器件，其高灵敏度依赖对湿度、手套箱气氛、热处理曲线等环境参数的苛刻控制；一旦这些条件发生细微波动，薄膜缺陷分布与界面接触质量便随之漂移，导致器件性能在批次间呈现显著起伏。转向大面积狭缝涂布时，膜厚梯度、边缘效应、气流扰动与干燥动力学的空间不均又会引入额外的性能损耗，使提升前的组件效率与单结器件之间存在颇为可观的差距。究其成因，这既与钙钛矿结晶对动力学环境的高度敏感有关，也是当前缺少可覆盖大型表面的实时无损在线监测，难以精准闭环调控各工艺参数所致。换言之，该问题在相当程度上是"微观机制已明、工程控制未达"的过渡期特征。

毒性与环境层面的困境则更为根本。铅在钙钛矿高效组分中几乎不可或缺，而其毒性所带来的健康与安全顾虑贯穿材料合成、器件制造、报废拆解到意外泄漏的全生命周期。一旦顶部或边缘封装在湿热或机械应力下受损，含铅组分便可能在水汽参与下溶解释放，进入环境与食物链，构成对生物体不可忽视的累积风险。为降低这一风险而发展的锡基、锗基等无铅或低铅替代体系，虽在环境友好上具有吸引力，却普遍因所替代阳离子更易氧化、相应组分更倾向于形成高缺陷密度的不利相，而在效率与稳定性上明显逊色于铅基材料，从而陷入"环保性优先则性能落后、性能优先则需应对铅风险"的价值两难。从近年的研究动向看，一部分工作转向以铅锡混合与多层钝化来兼顾两者，另一部分则寄望于发展更完备的封装与回收闭环来管理含铅风险，但距离能够同时满足高效率、长寿命与环境安全的成熟体系，仍有相当距离。

综观上述三个层面的问题，可以提炼出共同的深层逻辑：钙钛矿光伏所遭遇的，并非某个可以孤立摘除的短板，而是效率、稳定性、可制造性与环境影响四者之间此消彼长、彼此牵制的系统性权衡。要使这一技术真正赢得规模化的入场券，就不能仅仅寄望于某个组分或工序的贴片式改进，而必须形成贯通材料本征设计、大面积工艺控制、器件密封性与临环管理的整体方案。这种系统性的矛盾与解法，正是下一节对策讨论所要着力回应的主题。深刻理解这一权衡的复杂面向，也是判断各种技术路线优劣长短时不可或缺的坐标。

在业界与学界对这一系统性权衡的应对中，叠层技术的兴起提供了另一维度的思考。所谓叠层电池，是将钙钛矿与晶硅或其他宽带隙材料纵向堆叠，使高能光子优先由宽带隙子电池吸收、低能光子穿透至窄带隙子电池，从而突破单结理论极限、冲击更高综合效率。这一路线的吸引力在于，它在一定程度上"绕开"了单纯依恃钙钛矿单结长期稳定性的被动局面，转而借助其强吸收与带隙可调性，与已经高度成熟的晶硅工艺形成互补。然而，叠层结构的成功同样以严苛的条件为前提：上下子电池之间既须实现精密的电流匹配与光谱分配，又须保持光学与电学接触的低损耗；夹层与封装的复杂化随之抬升成本与工艺难度；而钙钛矿子电池在真实户外应力下的长期耐久性，仍构成整个叠层组件能否获得可靠出路的决定性瓶颈。因此，叠层并非对稳定性问题的回避，反将其置于更具挑战性的工程约束之下，凸显了钙钛矿本征稳定性研究的紧迫与基础地位。

从失效诊断与测试方法的角度看，领域内还面临一个尚待严密化的难题，即不同加速老化条件之间缺乏可靠的等效换算关系。器件在高温高湿箱、连续光照与温度循环等不同规程中表现出的退化速率，往往因主导失效机制的差异而难以直接外推，跨条件的失效预测常出现失配。这造成一种方法论上的困境：某一测试规程下的优良表现，未必能可靠预测实际户外某一气候条件下的寿命，而研究者用以支撑稳定化进展的"运行寿命小时数"指标，也因测试温度、负荷与光照光谱的差异而缺乏天然的可比统一性。要弥合这一缺口，需要建立更贴近真实运行环境的标准化认证与更科学的失效物理模型，以温度与湿度的加速方程等形式把实验室退化的时间标度合理外推到服役场。这套可靠性评价体系的成熟，既是钙钛矿技术获取金融与保险市场信任的通行证，也是引导材料与工程不断迭代优化的重要反馈中枢。

从成本与现实市场的维度再作考察，会发现钙钛矿稳定性的意义最终被财务成本所放大衡量。与光伏行业的成熟者晶硅相比，钙钛矿的核心卖点本就在于更低的材料与制程能耗，一旦为维持长期可靠而必须依赖昂贵的封装材料、惰性气氛环境或者频繁维护更换，其原本的成本优势便可能被逐一侵蚀。业界测算多认为，只有当钙钛矿组件在充分运行年限内仍能保持较高输出而总体度电成本具备竞争力时，才真正具备在市场上立足的经济基础。由此观之，稳定性研究的成效，最终须接受成本的检验，任何不计代偿地堆叠高可靠措施以换取寿命的方案，若不能在经济账上成立，都难以在真刀真枪的市场竞争中转化为规模化产能。这一视角使前文本征、工艺与环保层面的努力获得了一个统一的评价基准，也把问题与对策之间的逻辑链条拉得更加紧密而实际。

七、对策建议与优化路径

面对效率、稳定性与可制造性之间的系统性权衡，钙钛矿光伏的成熟之路需要在材料、工艺、封装与管理多个尺度上协同施策，既要持续推进本征层面的科学深化，也要在工程与制度层面建立配套能力。以下从几个相互衔接的层面提出优化路径。

其一，在材料本征设计上，应坚持"体相稳定化与缺陷钝化并重"的原则，系统推进组分工程与添加剂设计。一方面，通过更精细的多维阳离子-卤素配比、适量大体积阳离子的引入与晶格应力调控，持续提升光活性相的晶体场稳定熵与对湿热应力的耐受，压缩离子迁移的活化能路径；另一方面，大力发展兼具化学稳定性与配位钝化能力的功能添加剂，使之在结晶过程中即定向分布于晶界与表面，形成能中和活性缺陷、阻挡水氧与抑制卤素偏析的保护性网络。材料基因组思路下的高通量筛选与第一性原理计算，可为在上述多维空间中甄别最优组分与添加剂组合提供系统而高效的导航，把过去依赖经验的探索逐步推向可预测的设计范式。

其二，在缺陷-界面工程的深化上，应建立从缺陷谱展到器件寿命的定量因果模型。通过综合运用多种缺陷表征手段，查明不同工艺条件下各类深能级缺陷与界面的本征属性与反应活性，进而将钝化剂与缺陷的结合能、键合方式及其对复合与迁移的影响映射为可测量的器件指标；在此基础上推动界面能带设计超越经验试探，转向以能级图、偶极调控与化学钝化相统一的工程语言，实现载流子抽取优化与离子迁移抑制的同步达成。对于反式等耐候架构与叠层结构中所引入的复杂界面，更须在真实应力下开展长期验证，确保实验室中看似完美的钝化不会在高年化运行中退化为新的失效源头。

其三，在工艺与制造维度，应优先攻克大面积均匀成膜与在线质量闭环两大工程瓶颈。针对狭缝涂布等量产路线，通过气流场、温度场与前驱体配比的耦合调控，抑制膜厚梯度与边缘效应，并结合辐照度、荧光寿命等无损在线监测手段，在生产线尺度上建立缺陷诊断与工艺参数实时回馈的闭环控制系统。在此基础上提升批次间重现性、压缩晶粒与缺陷分布的空间不均，使小面积器件所验证的高效率能够以可接受损失向组件尺度平稳放大。稳定且可复现的大面积制备能力，是钙钛矿光伏从示范走向商用的工业底座。

其四，在封装与可靠性评价上，应构建覆盖全生命周期与环境耦合的防护与认证体系。通过高阻水膜、边缘密封与内部降氧去水的综合封装设计，拦截外源水氧对材料的长线侵蚀，并针对金属电极迁移引入扩散屏障；同时建立贴近真实工况的标准化老化规程，发展以温度、湿度、辐照度与偏压协同作用为基础的失效机理模型与寿命外推方法，使各加速条件下的测试结果能够在统一的物理框架下彼此换算与对标。只有在评价口径科学统一的前提下，材料与工艺的每一次进步才能获得可信的背书，也才能为光伏市场与科研投资决策提供可靠依据。

其五，在产业链与价值层面的统筹上，应把铅风险治理、材料回收与成本核算纳入技术开发的源头设计。通过引导无铅替代与铅含量削减在不显著牺牲效率的前提下渐进推进，配合可商业化的回收拆解工艺实现含铅组分的密闭回收与再利用，把环境责任的成本内化为可管理的工艺环节；同时以折算后的整体度电成本而非单一的初始效率作为技术优劣的终极判据，倒逼材料与工程在效率、寿命、工艺复杂度与环境友好之间寻找经济上真实可行的平衡点。唯有上述多个层面形成闭环，钙钛矿光伏才能从今天的实验室飞跃走向稳健的规模化图景。这些对策彼此之间并非相互独立的清单，而是围绕"本征—工艺—封装—环保—成本"这条主链环环相扣的系统工程，任一环节的缺位都可能牵制全局，因而其实施须以整体化的路线图加以推进。

值得强调的是，上述对策之所以要强调"系统"而非逐个击破，在于钙钛矿失效的诸通道往往共享同一材料本性且相互诱发：湿热诱导的分解会同时放大晶界处的水氧侵入，光照下的卤素偏析会加速界面复合，而不断发生的相退化又反过来加剧离子的随机迁移。正因这些过程在时空上彼此耦合，任何仅针对单一环节的防护，都可能在其他环节撕开新的裂口，使整体寿命收益不达预期。也正因此，材料设计必须在研发早期便将封装兼容性、无机/有机界面的化学稳定性与不同应力场景下的协同退化一并纳入考量，以全局优化的视角避免局部过优而整体失衡的陷阱。

在推进节奏上，亦宜遵循"基础稳固、循序放大"的原则。对于一个仍在快速迭代、机理尚未完全厘清的材料体系而言，过早且不计代价的大规模扩产，往往因工艺与寿命尚未经受充分考验而付出高昂的试错代价；相反，先在标准化条件下获得扎实而可复现的可靠性数据，再据此决策产能扩张与市场导入的节奏，能更有效地把风险控制在可管理的范围内。这种审慎而务实的节奏，与材料研发本身的客观周期相匹配，也有助于在光伏这样一个以长期可靠性立身的产业中逐步积累起工程技术界与资本市场的共识与信心。归根结底，钙钛矿光伏的产业化前景，取决于能否在尊重材料客观规律的前提下，用足够的耐心与系统的方法，把实验室里令人振奋的效率兑现为户外经年累月稳定输出的电力。这条道路固然漫长而多艰，却也正是其价值得以彰显的过程。

从政府与公共政策的角度看，无论是标准制定、检测认证体系的完善，还是对钙钛矿研发与示范项目的支持，都对加速这一新兴技术的成熟具有杠杆作用。通过推动国家标准与国际接轨，引导企业、高校与科研院所围绕统一的可靠性评估口径开展协同验证，能够在很大程度上减少市场上因口径混乱而造成的"宣称与实测不符"的信任损耗。加大对失效机理研究、封装新材料与无铅体系等公共性较强的基础投入，也能在一定程度上弥补单个企业在长周期基础工程上投入不足的偏差。而在企业层面，则应重视从器件结构、材料供应链到工艺装备的协同创新，避免因某一进口材料或设备的单点依赖而掣肘规模化进程的顺利展开。可以说，钙钛矿光伏从实验室迈向产业化的"最后一公里"，比拼的已不仅是某一种材料或某一台设备的优劣，而是整个创新生态在多学科协同、标准规范与工程转化能力上的系统成熟度。唯有这样的生态成熟，才能让前文所提出的本征设计、工艺闭环、封装可靠与环境友好等各项优化真正落地为可量产、可盈利、可信赖的现实产品。

这也是本文将技术对策置于产业生态更广阔语境下加以讨论的初衷所在。

八、结论与展望

本文系统梳理了卤化物钙钛矿太阳能电池在晶体结构与光电物理、组分工程与结晶工艺、界面钝化与器件架构以及多维应力下失效机制等方面的科学逻辑与实践进展。分析表明，钙钛矿材料之所以能取得快速跃升的效率成就，根植于其强而宽的光吸收、较长的载流子寿命与独特的缺陷容忍特性；而这些优点的背面，则是软晶格所催生的离子迁移、相退化与界面侵蚀等稳定性风险。通过文献评述与代表性案例的对照，本文进一步指出，诸如光致卤素偏析、湿度与热应力诱导的组分分解、大面积放大中的重现性损失以及含铅组分的环境隐患，构成了制约钙钛矿光伏产业化的系统性瓶颈，其共同根源在于效率、稳定性、可制造性与环境影响之间此消彼长的复杂权衡。

在优化路径上，本文强调必须摒弃单点修补式的局部思路，转而采取体相稳定化与缺陷钝化并重、微观机制研究与工程闭环控制同步、性能追求与环境管理统一的整体策略。组分工程的精细化、钝化策略的系统化、大面积工艺的智能化、封装与评价的标准化以及铅风险治理的前瞻化，共同构成推动钙钛矿光伏迈向成熟的多维支撑。唯有让材料本征设计的每一次进步，都能在可控的成本、可复现的工艺与可证的寿命中得到兑现，该技术才能真正兑现其改变光伏版图的产业前景。与此同时，研究与工程界亦须保持对仍充满不确定性的机理性问题的谦逊，随着标准与评价体系的健全，逐步把对钙钛矿稳定性的判断从经验性摸索提升到可预测、可设计的高度。

展望未来，钙钛矿光伏正处于从效率竞赛向可靠性竞赛转型的关键节点。随着单结效率逐渐逼近其理论可用区间的上限，研究重心必然进一步向长期运行稳定性、大面积良品率与全生命周期环境评价倾斜；硅基叠层、柔性光伏与一系列新兴应用场景的相继开辟，也势必将钙钛矿材料置于更苛刻也更富价值的工程舞台之上。可以预期，在多学科基础研究与工程界的协同攻坚下，钙钛矿光伏有望在可预见的若干年内跨越效率与寿命兼备的质变门槛，以其独特的材料魅力与成本优势，为全球能源转型与碳中和目标的实现写下一段真正富有时代意义的篇章。

参考文献

[1] Kojima A, Teshima K, Shirai Y, et al. Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells[J]. Journal of the American Chemical Society, 2009, 131(17): 6050-6051.

[2] Kim H S, Lee C R, Im J H, et al. Lead iodide perovskite sensitized all-solid-state submicron thin film mesoscopic solar cell with efficiency exceeding 9%[J]. Scientific Reports, 2012, 2: 591.

[3] Lee M M, Teuscher J, Miyasaka T, et al. Efficient hybrid solar cells based on meso-superstructured organometal halide perovskites[J]. Science, 2012, 338(6107): 643-647.

[4] Burschka J, Pellet N, Moon S J, et al. Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells[J]. Nature, 2013, 499(7458): 316-319.

[5] Stranks S D, Eperon G E, Grancini G, et al. Electron-hole diffusion lengths exceeding 1 micrometer in an organometal trihalide perovskite absorber[J]. Science, 2013, 342(6156): 341-344.

[6] Xing G, Mathews N, Sun S, et al. Long-range balanced electron- and hole-transport lengths in organic-inorganic CH3NH3PbI3[J]. Science, 2013, 342(6156): 344-347.

[7] Zheng X, Chen B, Dai J, et al. Defect passivation in hybrid perovskite solar cells using quaternary ammonium halide anions and cations[J]. Nature Energy, 2017, 2: 17102.

[8] Saliba M, Matsui T, Seo J Y, et al. Cesium-containing triple cation perovskite solar cells: improved stability, reproducibility and high efficiency[J]. Energy & Environmental Science, 2016, 9(6): 1989-1997.

[9] Yang W S, Park B W, Jung E H, et al. Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layers for efficient solar cells[J]. Science, 2017, 356(6345): 1376-1379.

[10] Jiang Q, Zhao Y, Zhang X, et al. Surface passivation of perovskite film for efficient solar cells[J]. Nature Photonics, 2019, 13: 460-466.

[11] Chen W, Wu Y, Yue Y, et al. Efficient and stable large-area perovskite solar cells with inorganic charge extraction layers[J]. Science, 2015, 350(6263): 944-948.

[12] National Renewable Energy Laboratory. Best research-cell efficiency chart[EB/OL]. Golden: NREL, 2024.