侯毅&薛丁江&万立骏Nat Energy：光照辅助退火实现开路电压超1V、效率突破10%的硒太阳能电池

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：

1. 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。

2. 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。

3. 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

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。