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硒作为历史最悠久的光伏材料，因其约1.9 eV的固有宽禁带特性，在叠层太阳能电池顶电池和室内光伏领域重获关注。然而，传统热退火制备的硒薄膜晶粒尺寸较小（约500 nm），导致严重的非辐射复合损失，限制了硒太阳能电池的效率。
本文新加坡国立大学侯毅、中国科学院薛丁江和万立骏等人提出一种光照辅助退火策略，可在室温下实现光致结晶并抑制去湿现象，随后进行热退火，制备出具有大晶粒（约2.7 μm）、低陷阱态密度（6.9×10¹⁴ cm⁻³）和长载流子寿命（22.9 ns）的硒薄膜。基于此的硒太阳能电池在1个太阳光下获得认证效率10.3%，开路电压达1.03 V。未封装器件在环境条件下持续最大功率点跟踪1000小时后，性能几乎无衰减。
研究亮点：
揭示硒薄膜去湿机理：通过系统实验与理论计算，阐明硒薄膜在常规热退火过程中因界面能高、易发生去湿，限制了晶粒生长与退火时间，导致晶粒尺寸小、缺陷多。
创新光照辅助退火工艺：利用室温光致结晶绕过热力学能垒，抑制去湿，再结合短时热退火提升结晶质量，成功制备出连续、无孔洞、晶粒尺寸达2.7 μm的高质量硒薄膜。
实现高效率、高电压、高稳定性：硒太阳能电池效率突破10%，开路电压超过1 V，为目前报道最高值之一；未封装器件在环境中运行1000小时几乎无衰减，展现出优异的操作稳定性。
Wen, X., Li, Z., Lu, W. et al. Illumination-assisted annealing enables selenium solar cells with open-circuit voltage over 1 V and efficiency exceeding 10%. Nat Energy (2026).
https://doi.org/10.1038/s41560-025-01939-x
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