香港科技大学（科大）的研究团队发现，在钙钛矿太阳能电池中，传统的钝化策略主要作用於薄膜表面，难以触及埋底界面，如同「外敷」般无法修复成膜过程中形成的深层微结构缺陷。尤其是在成膜过程中，由於溶剂快速挥发，钙钛矿薄膜底部界面常出现空隙与晶界纳米沟槽等微结构缺陷。这些长期被忽视的缺陷严重削弱载流子输运，并在器件放大与运行过程中诱发界面失效，成为制约效率、稳定性和大规模生产的主要瓶颈。
针对上述问题，研究团队提出一种具备缓释溶剂分子功能的晶体-溶剂合物（ crystal-solvate，CSV ）种子策略。该策略通过将溶剂包裹於晶体结构中，并在退火过程中逐步释放，使钙钛矿薄膜底部界面结晶过程源头即趋于温和且可控，进而重构薄膜底部的微结构，借此实现更高效率及高稳定性的钙钛矿太阳能电池，并可实现规模化生产。
钙钛矿太阳能电池一直以来被视为最具颠覆性的下一代光伏技术之一，并在电网供电、便携式电子装置和太空光伏等应用场景中，展现出取代传统硅大阳能电池的巨大潜力。钙钛矿太阳能电池不仅具备更高光电转换效率，也在材料成本、低温制造及器件美学方面具有显著优势。然而，随着器件面积放大，效率下降、稳定性下降的问题依然严重制约其商业化进程。
研究团队指出，问题根源在于倒置结构器件中自组装单分子层（ SAMs ）基底的疏水特性，导致钙钛矿前驱体溶液在成膜初期呈现非润湿结晶模式，从而在薄膜底部形成不可避免的界面空隙与晶界纳米沟槽。这些微结构妨碍晶粒的连续生长，并造成严重的电子与力学失配，最终导致器件退化与失效。传统的底部成核诱导策略虽可以提供晶核，却限于「点状」调控，无法重构底部界面的整体微结构与功能。
为克服此限制，研究团队设计并合成了一类低维晶体-溶剂合物（ Crystal solvate，CSV ）作为埋底界面的成核引导层。这类棒状纳米晶体呈能显著改善前驱体溶液在SAM基底上的润湿与成核行为。与传统方法不同，CSV在晶体结构中包裹有溶剂分子，使溶剂成为材料本身的一部分。在退火过程中，这些包裹的晶态溶剂分子会在受热过程以缓慢、受控的方式逐步释放，从而在薄膜底部形成一种缓释式界面调控过程，有效消除界面空隙、显著减轻晶界纳米沟槽，并在薄膜底部引入稳定的卤化物钝化相，协同重构界面能带结构。
基于此策略，研究团队制备的倒置结构钙钛矿太阳能电池实现了26.13%的光电转换效率与86.75%的高填充因子，并在光照与高温条件下展现出显著增强的长期稳定性。更重要的是，当器件面积放大至49.91 cm²时，效率仍维持在23.15%，展现极小的跨尺度损失，充分展示了该策略在规模化制造中的工程潜力。
该研究的主要通讯作者、科大化学及生物工程学系副教授周圆圆教授表示：「尽管近年来钙钛矿电池效率屡创新高，但真正制约其产业化的瓶颈在于放大过程中埋底界面微结构的失控问题。CSV的核心在于将溶剂包裹进材料并缓慢释放，从而把界面结晶过程从无序、剧烈变为可控、温和，进而在界面微结构、载流子输运与器件稳定性之间实现协同优化。」
该研究的共同第一作者、科大化学及生物工程学系研究助理教授郝明伟博士表示：「钙钛矿是一类典型的软晶格材料，其结晶过程对微环境极其敏感。通过CSV种子策略引入的缓释调控机制，我们不仅改善了界面形貌，还为理解和设计软晶格材料的界面结构提供了新的研究路径。」郝博士曾是周圆圆教授研究团队的香港博士研究生奖学金计划的博士生。
该研究论文题为「Crystal-solvate pre-seeded synthesis for scalable perovskite solar cell fabrication」，已发表於国际顶级期刊《自然合成》。论文并获选为期刊2026年4月号（第5卷，第4期）的封面文章，及获同期发表题为「Scalable crystal-solvate seeding strategy for the fabrication of perovskite photovoltaics」的研究简报（ Research Briefing ）专文评述，进一步凸显了该工作在可扩展钙钛矿光伏制备方向的重要学术价值。
该研究工作主要由科大团队与中国科学院青岛生物能源与过程研究所逄淑平教授团队共同领导完成。同时，相关技术专利获得了驻港央企、世界五百强企业招商局集团的产业支持。
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