近日，上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心陈昊副教授、赵一新教授于《绿色能源与环境》 （Green Energy & Environment）上发表最新综述“Ambient-air fabrication of perovskite solar cells: challenges, progress, and perspectives”。陈昊课题组2025级博士生顾欣宇和博士后张祥为论文的共同第一作者。该综述得到了国家自然科学基金、上海交通大学启动基金和上海市浦江人才项目的支持。
钙钛矿太阳能电池凭借其优异的光电性能和低成本溶液加工的独特优势，已成为一项颠覆性的光伏技术，但其制备过程通常需要在严格的惰性气氛中进行，以避免环境因素导致的性能衰减。然而，实现高效稳定的空气环境制备，对于推动该技术的规模化商业应用至关重要，因为这能大幅降低制造成本、简化工艺流程，并有利于卷对卷印刷等规模化生产技术的实施。目前阻碍空气环境制备的主要挑战包括：湿气引起的材料降解、氧气导致的氧化反应，以及湿度对结晶动力学的干扰，这些问题常导致薄膜质量下降、界面缺陷增多，从而限制器件性能。尽管在湿度敏感性、氧诱导降解及结晶控制等方面仍存在难题，但近期在空气制备领域取得的进展，为规模化、环境友好的生产提供了极具前景的路径。
本综述探讨了空气环境对钙钛矿薄膜形成、器件性能及稳定性的影响，并总结了通过组分调控、溶剂优化及新型沉积工艺等策略以改善上述问题的研究进展。此外，文章还分析了从实验室级别到大规模生产的空气制备技术进展，着重探讨了其产业化转化的潜力。最后，展望了未来提升空气制备钙钛矿太阳能电池效率、稳定性及商业可行性的研究方向，并强调了该技术对可持续能源发展的重要推动作用。
作者介绍
顾欣宇
上海交通大学溥渊未来技术学院陈昊课题组2025级博士生。研究方向聚焦于高效、稳定的单结钙钛矿光伏器件的开发和应用。目前以第一作者身份在Advanced Energy Materials和Green Energy & Environment期刊发表论文2篇。
张祥
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心博士后（合作导师：陈昊）。曾在武汉大学工业科学研究院获得博士学位，并在香港理工大学和上海交通大学溥渊未来技术学院从事博士后的研究工作，研究方向聚焦于宽带隙钙钛矿太阳能电池的开发及叠层器件应用。已在Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater.等著名期刊上发表论文20余篇，授权中国发明专利2项。
赵一新
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心主任，特聘教授。分别于2002年、2005年在上海交通大学获得学士、硕士学位，2010年博士毕业于Case Western Reserve University。2010-2013年在美国Penn State University和National Renewable Energy Laboratory进行博士后研究，2013年入职上海交通大学。先后获得国家青年特聘专家，教育部霍英东青年基金，上海市曙光学者，上海市优秀青年学术带头人，国家杰出青年科学基金。在Science, Nat. Sustain, Sci. Adv., Nat. Commun., JACS, Angew. Chem., Chem. Soc. Rev., Joule, EES, ES&T 等著名期刊发表论文200余篇，Web of Science引用18000余次，2018年以来连续6次入选科睿唯安全球高被引科学家。担任Journal of Energy Chemistry副主编和《化学学报》、The Journal of Physical Chemistry Letter等多个期刊的编委。
陈昊
上海交通大学溥渊未来技术学院长聘教轨副教授，博士生导师，入选了2025年MIT“35岁以下科技创新35人”亚太区榜单，获得了国家高层次青年人才项目（海外优青）、上海市浦江人才项目和首届启源青年学者项目的支持。2020在中国科学院大学 &上海科技大学（联合培养）获得博士学位，师从宁志军教授；2021-2024分别于多伦多大学和美国西北大学担任博士后研究员，合作导师为Edward Hartley Sargent院士，2024年11月加入上海交通大学，研究方向聚焦于高效、稳定的单结与多结钙钛矿光伏器件的开发和应用。曾多次创造钙钛矿光伏器件认证效率世界纪录，多次荣登国际权威太阳电池世界最高效率榜单，并率先实现了反式结构钙钛矿光伏器件认证效率超越传统正式结构钙钛矿光伏器件认证效率的报道。先后以第一作者（含共同）和通讯作者身份在Science（3篇）, Nature（3篇）, Nat. Photonics, Nat. Mater., Nat. Energy, Nat. Nanotechnol.等著名期刊上发表多篇文章。 现任Nano-Micro Letters, InfoMat, eScience和Materials Today Electronics期刊青年编委，长期担任Nature Energy, Nature Photonics, JACS, Advanced Materials等20余期刊审稿人。
