小面积（<0.1-cm²）钙钛矿太阳电池的效率已提升至27%，达到商业光伏技术的水平。为制备高效率器件，惰性气体环境下的精确控制热退火已成为标准做法。

从钙钛矿太阳电池到模组的高效规模化受到传输层覆盖等因素的阻碍，影响了跨层热传递的均匀性。延长退火时间可提高钙钛矿的结晶度，但也会加剧环境条件下的退化。长时间退火会加速水、氧气与钙钛矿薄膜的相互作用，导致其结构退化、晶体崩解以及批次一致性降低。

向高通量连续制造的转变不仅需要快速的薄膜沉积，还需要加快后处理以提高模组的制造效率。在大多数报道的高效钙钛矿太阳电池制造过程中，在惰性气体条件下退火时间从几十分钟到几小时不等。然而，这些延长的处理时间对于钙钛矿太阳能板的大规模生产来说太长了。

传统的热退火难以满足钙钛矿薄膜高速生产的需要，而使用大型真空烘箱又会导致过高的成本。因此，在常温条件下减少后处理时间对于最小化能耗和提高良品率至关重要，从而平衡产量、可制造性和性能。

近期，南昌大学高分子及能源化学团队介绍了一种纳秒激光退火技术，该技术能够在常温条件下快速处理钙钛矿薄膜。通过原位掠入射广角X射线散射分析，描绘了退火时钙钛矿薄膜演化的四个不同阶段：环境非降解窗口（123±18秒）、水降解阶段、稳定阶段和氧气降解阶段。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx9650

图1. 环境条件下热退火的局限性

通过利用环境非降解窗口，采用激光退火（20 W·cm^-2）——比热台退火（0.06 W·cm^-2）高出两个数量级的辐照度为钙钛矿晶体生长提供了必要的能量。以孔径面积为100 cm²的模组为例，整个激光退火过程约20秒完成，有效防止了钙钛矿薄膜的降解。在100 cm²的刚性和柔性模组上，分别实现了24.0%和20.7%的认证效率。

图2. 器件性能与稳定性

本研究为大面积光伏器件建立了高通量且可扩展的后处理策略，为高性能钙钛矿太阳模组的工业化提供了商业可行的路径。通过在常温条件下实现高效制造，激光退火工艺代表了钙钛矿太阳技术广泛应用的革命性进展。

陈义旺（Yiwang Chen），本文通讯作者。南昌大学和江西师范大学教授，国家杰青，德国洪堡奖学金获得者，俄罗斯自然科学院外籍院士。以第一作者或通讯作者在Science, Nat. Synth., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等国际期刊发表学术论文400余篇；获授权发明专利49项；撰写中英文专著2部，教材2部。作为第一完成人获江西省自然科学一等奖、教育部自然科学二等奖、获日内瓦国际发明展金奖、中国发明协会发明创业奖创新奖一等奖、中国产学研合作创新奖、江西省教学成果二等奖3项。

胡笑添（Xiaotian Hu），本文通讯作者。南昌大学教授，国家优青。荣获江西省自然科学一、二等奖、科学技术青年奖，教育部自然科学二等奖，中国材料研究学会青年科技奖、中国化学会高分子青年学者奖，中国青少年科技创新奖，江西省青年五四奖章、江西省“新时代赣鄱先锋”荣誉称号等荣誉。入选中国科协青年人才托举工程、江西省青年井冈学者、江西省“双千计划”，并担任中国青年科技工作者协会理事。目前以第一/通讯作者在Science, Nat. Synth., Nat. Commun., Joule, Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Energ. Environ. Sci., 等国际权威期刊发表论文60余篇，H因子53，引用万余次，授权发明专利13项。

李鸿祥（Hongxiang Li），本文通讯作者。广安理工学院（筹）专任教师，四川大学高分子科学与工程学院副研究员。长期从事有机光电材料加工工程、光电材料器件形貌调控和同步辐射大型科学装置实验方法等相关研究。依托北京/上海同步辐射光源等大型科学装置开发多种光电材料微观结构表征方法，与国内外多个领域前沿课题组开展紧密合作。近五年在Science, Nat. Energy., Nat. Photonics., Nat. Mater., Nat. Commun., Joule, Natl. Sci. Rev., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Macromolecules等期刊发表论文100余篇，H因子31，引用3100余次。