高峰&曹靖AM： 双管齐下！新型吸附剂让钙钛矿组件“铅碘无忧”，回收率＞96%

有毒铅离子（Pb²⁺）和挥发性碘的释放带来的环境危害是钙钛矿太阳能组件大规模商业化的主要障碍。

本文瑞典林雪平大学高峰和兰州大学曹靖等人提出一种双功能吸附剂——卟啉修饰的whitlockite纳米复合材料（WH&Por），能通过表面修饰的卟啉捕获挥发性碘，同时通过whitlockite基质吸附Pb²⁺，在钙钛矿器件整个生命周期中形成一体化污染物屏障。实验结果表明，即使在严重机械损伤且WH&Por负载量仅为0.25 mg/cm²的条件下，该保护系统也能防止铅和碘的泄漏，表现出优异的环境安全性。此外，我们还开发了一种半闭环回收工艺，可从钙钛矿废弃物中回收高纯度PbI₂，回收率高达96.9%。使用回收PbI₂重新组装的器件光电转换效率与原始器件相当。

值得注意的是，经过处理的回收废液中残留Pb²⁺浓度降至10 ppb以下，远低于欧盟饮用水指令98/83/EC的严格限值。本研究为钙钛矿光伏面临的关键环境挑战提供了一种实用且一体化的“防护–回收”解决方案。

研究亮点：

1. 提出双功能吸附剂WH&Por，可同时捕获挥发性碘（0.20 g/g）与吸附铅离子（1.96 g/g），在器件损伤时有效阻隔污染物释放，提升环境安全性。

2. 开发高效半闭环回收流程，实现从废弃组件中高纯度回收PbI₂（回收率96.9%），且处理后废液铅浓度＜10 ppb，满足欧盟严苛环保标准。

3. 基于回收材料重构的太阳能组件效率达23.6%，与使用全新原料的组件性能相当，证实该策略兼具经济可行性与环境可持续性。

G.-B. Xiao, N. Xu, Z.-Y. Suo, et al. “ Integrated Lead/Iodine Management for Sustainable Perovskite Solar Modules.” Advanced Materials (2026): e18752.

https://doi.org/10.1002/adma.202518752

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