寬帶隙（WBG，1.80 eV）鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）因其高輸出電壓在多結(jié)太陽能電池中至關(guān)重要。
本研究澳大利亞悉尼大學(xué)Md Arafat Mahmud、David R. Mckenzie、Anita W. Y. Ho-Baillie和澳大利亞新南威爾士大學(xué)Anita W. Y. Ho-Baillie等人首次在環(huán)境條件下利用激光退火技術(shù)同時(shí)制備自組裝分子（SAM）空穴傳輸層（HTL）和鈣鈦礦層，實(shí)現(xiàn)了開路電壓（VOC=1.35 V）和功率轉(zhuǎn)換效率（PCE=19.8%）的突破性性能，為同帶隙鈣鈦礦電池的最高紀(jì)錄。激光退火將HTL和鈣鈦礦層的處理時(shí)間從傳統(tǒng)熱板退火的各10分鐘縮短至各1分鐘，且襯底溫度顯著降低（約65°C vs. 100°C）。
通過COMSOL多物理場3D模型首次揭示了鈣鈦礦薄膜對激光能量的高效吸收與局部熱傳導(dǎo)機(jī)制，為未來大規(guī)模生產(chǎn)（尤其溫度敏感襯底）提供了新思路。
文章亮點(diǎn)總結(jié)
1.激光退火高效化：首次實(shí)現(xiàn)環(huán)境激光退火同步制備SAM HTL與鈣鈦礦層，效率達(dá)19.8%（VOC=1.35 V），創(chuàng)1.80 eV鈣鈦礦電池紀(jì)錄，且退火時(shí)間縮短90%。
2.低溫工藝優(yōu)勢：襯底溫度僅65°C（傳統(tǒng)需100°C），結(jié)合3D熱模型驗(yàn)證局部加熱機(jī)制，適用于柔性或溫度敏感襯底量產(chǎn)。
3.材料性能優(yōu)化：激光退火大幅提升鈣鈦礦結(jié)晶度與載流子壽命，減少非輻射復(fù)合，電壓損失（WOC）低至0.45 V。
J. Yi, C. Bailey, T.-L. Leung, R. Tao, G. Wang, J. Bing, M. A. Mahmud, D. R. Mckenzie, A. W. Y. Ho-Baillie, Efficient Ambient-All-Laser-Annealed Wide Bandgap Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2025, 2503971.
https://doi.org/10.1002/adfm.202503971
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