AEM：封的不只是玻璃，更是气氛：激光封装下CO₂和N₂让钙钛矿寿命翻倍！

钙钛矿太阳能电池的长期稳定性是其商业化的关键。本研究葡萄牙波尔图大学Seyedali Emami和Adélio Mendes等人系统探究了玻璃-玻璃封装器件内部可控气氛对光照下运行稳定性的影响。

将氮气（N₂）和二氧化碳（CO₂）气氛下封装的器件与在环境空气（含非控水氧）中封装的器件进行了对比。研究对象为沉积于介孔TiO₂上的双阳离子(5-AVA)₀.₀₅MA₀.₉₅PbI₃钙钛矿薄膜，以及采用碳电极的无空穴传输层钙钛矿太阳能电池。经过2000小时以上1倍太阳光辐照（45°C）后，空气中封装的薄膜表现出显著的形貌与组分退化。相比之下，N₂和CO₂气氛下封装的器件退化程度显著降低。在1000小时光照后，环境空气中封装的冠军无HTM器件效率下降25%，而CO₂和N₂气氛下封装的器件稳定性更优，效率降幅仅约12%。

本研究首次实验证明，在无氧无湿环境中采用激光辅助玻璃粉料进行气密性封装，可有效抑制(5-AVA)₀.₀₅MA₀.₉₅PbI₃薄膜及碳基无HTM钙钛矿太阳能电池在长时间光照下的外在退化，显著提升其长期稳定性。

研究亮点：

1. 首次系统揭示封装腔内气氛对钙钛矿长期光稳定性的决定性影响：通过激光辅助玻璃粉料气密封装技术，在N₂、CO₂和空气三种不同气氛下对同一批次器件进行封装，首次实验证明：即便封装绝对气密，腔内残留氧气仍是光照下器件退化的首要驱动力。

2. CO₂气氛反常识提升形貌稳定性，N₂综合保护最优：光照2000小时后，空气组钙钛矿覆盖层几乎完全腐蚀（孔洞面积79%），而CO₂组仅12%、N₂组16%。XPS证实CO₂与Pb(II)生成碳酸铅等表面钝化层，虽在暗态储存中带来轻微效率损失（-7.5%），但在光照下有效抑制了超氧自由基介导的分解。

3. 1000小时光照，N₂/CO₂封装将效率衰减从25%降至12%：无空穴传输层碳电极器件在空气封装中衰减25%，而N₂和CO₂封装组仅衰减约12%，且J-V参数退化路径迥异，为不同气氛下的退化机制提供了明确区分。

M. Pereira, J. Martins, R. Madureira, D. Ivanou, S. Emami, and A. Mendes, “ Light Stability of Laser-Assisted Glass Encapsulated Perovskite Solar Cells under Different Atmospheres.” Advanced Energy Materials (2026): e06288.

https://doi.org/10.1002/aenm.202506288

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