鈣鈦礦太陽能電池發展極其迅速，自2009年首次被報道以來，其光電轉換效率從最初的3.8%迅速提升至超過26.7%。鈣鈦礦材料具有獨特的光學和電學性質使其在高效、輕薄、柔性及低成本等方面展現出巨大潛力。然而，大面積鈣鈦礦組件的良率低和穩定性差等問題限制了其實用化進程。限制大面積鈣鈦礦組件的良率和穩定性的關鍵因素之一是鈣鈦礦活性層的問題，即如何通過調控結晶生長動力學過程制備均勻、平整、致密且晶體質量高的大面積鈣鈦礦薄膜。

近日，深圳理工大學成會明院士、白楊教授和英國薩里大學張偉教授等人系統性研究了刮涂法或狹縫涂布法制備大面積鈣鈦礦光伏組件的結晶生長動力學過程。本文要點：

快速形成大量晶核是提高大面積鈣鈦礦薄膜均勻性，平整性和致密性的關鍵，緩慢結晶生長是提高大面積鈣鈦礦薄膜晶體質量的關鍵。通過分析晶體成核和生長的動力學過程，發現影響晶體成核和生長的關鍵因素為溫度、濃度和界面能。基于這三個關鍵因素，針對當前的結晶生長動力學調控策略進行了分類總結和討論。最后指出大面積鈣鈦礦薄膜結晶生長調控的未來研究方向。

這篇及時的綜述為鈣鈦礦光伏社區提供了獨特的視角，并為推動大面積鈣鈦礦光伏組件走向實用化進程提供了獨特的見解。

圖1. 基于刮涂和狹縫涂布制備的鈣鈦礦組件效率和穩定性的進展

圖2.鈣鈦礦結晶生長動力學的關鍵因素分析

圖3. 未來的大面積鈣鈦礦薄膜結晶生長動力學調控方向

Manipulating the crystallization kinetics of halide perovskites for large-area solar modules.?Wang, Z., Duan, X., Zhang, J. et al. Manipulating the crystallization kinetics of halide perovskites for large-area solar modules. Commun Mater 5, 131 (2024).

DOI:10.1038/s43246-024-00566-5

https://www.nature.com/articles/s43246-024-00566-5

成會明：國際知名碳材料科學家、中科院院士、發展中國家科學院院士。現任中國科學院深圳先進技術研究院碳中和技術研究所所長，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心先進炭材料研究部主任，清華大學深圳國際研究生院杰出客座教授。主要從事碳納米管、石墨烯、能量轉換和儲存材料等研究，已獲得發明專利150多項，以石墨烯、六方氮化硼和電池材料等技術發起成立了多家高技術公司。在國內外學術會議上做特邀報告190多次，發表論文750余篇（H因子166，被引次數>13萬），材料/化學領域國際高被引科學家，相關成果獲國家自然科學二等獎（3項），何梁何利科學與技術進步獎、美國Charles E. Pettinos獎、德國Felcht獎、美國ACS Nano講座獎等獎勵。曾任Carbon（碳）副主編、《新型炭材料》主編，現任Energy Storage Materials（儲能材料）創刊主編、Science China Materials（中國科學-材料）副主編。

白楊：現任深圳理工大學材料能源學院副教授、中科院深圳先進技術研究院研究員，獲2021年國家基金委優秀青年基金（海外）項目資助，入選2022年科睿唯安全球高被引科學家榜單（交叉學科），2023年深圳市孔雀計劃青年團隊項目帶頭人。長期專注于新型光電能源材料（鈣鈦礦、量子點）的設計與制備，及其在薄膜光伏、發光顯示等方面的應用研究，迄今發表論文70余篇，其中以第一/通訊作者在頂級期刊如Nature Energy, Nature Communications, Advanced Materials，Angewandte Chemie International Edition等發表文章30余篇，論文被引用1.2萬余次，H因子為45。申請授權中國、美國及PCT專利8項。曾獲2019年Scopus青年研究獎, 2019年昆士蘭大學杰出基礎研究獎, 2018年澳大利亞基金委優秀青年研究獎等多項殊榮。2017-2021年承擔昆士蘭大學本科及研究生三門課程教學任務。兼任eScience、SmartMat、Journal of Energy Chemistry、Journal of Semiconductor等期刊青年編委。現主持國自然優秀青年（海外）基金，中科院人才引進基金，廣東省面上項目，深圳市孔雀青年團隊等項目。

官網介紹：https://msee.suat-sz.edu.cn/info/1010/1098.htm

張偉：薩里大學先進技術研究所教授。他于2012年獲得新加坡國立大學化學與生物分子工程博士學位。之后，他在牛津大學Henry J.Snaith教授課題組進行鈣鈦礦太陽能電池的博士后研究 (2012-2016)，并于2017年加入薩里大學。他目前的研究興趣包括鹵化物鈣鈦礦在光伏和發光方面的應用，以及低維納米材料(半導體、等離子體金屬納米粒子、光子晶體等)在能量轉換和存儲方面的應用。2019-2022年連續入選“科睿唯安”全球高被引研究人員，總被引次數超過16000次。任《Energy & Environmental Materials》、《Science And Technology Of Advanced Materials》、《Frontiers in Energy》副主編，《中國科學材料》青年科學家委員會委員，《Journal of Energy Chemistry》編委。他是校長獎“年度研究者”的獲得者 (薩里大學，2021年)，工業咨詢委員會“卓越研究部門獎”(薩里大學，2021年)，以及“新興研究者”獲得者(材料化學A雜志，2017年)。