在全球加速推进清洁能源转型的背景下，钙钛矿-有机光伏（OPV）叠层太阳能电池因其高理论效率、低成本和轻质柔性优势，成为下一代光伏技术的热门候选。然而，传统热板退火工艺在制备过程中易引发钙钛矿相分离、有机层降解及界面粗糙等问题，严重制约了器件效率与规模化生产。
悉尼大学和台湾大学的研究人员针对这一技术瓶颈，创新性地提出“全环境激光退火”（ALA）工艺，旨在实现高效、稳定、可量产的叠层电池制造，为光伏产业提供新路径。研究人员采用CO₂激光器在开放环境中对钙钛矿层、自组装空穴传输层及PM6:Y6有机活性层进行一体化退火处理。其核心方法在于利用激光超快升温（达3×10⁴℃/s）与精准局部加热特性，避免传统退火中长时间高温带来的材料劣化。研究过程涵盖材料制备、工艺对比（ALA vs GTA）、多尺度表征（PL、AFM、FTIR）及器件性能测试。实验结果显示，ALA显著提升钙钛矿薄膜结晶质量，抑制离子迁移；同时降低有机层粗糙度至0.9nm，改善异质结界面。最终叠层电池实现24.0%的认证效率，开路电压达2.10V，且在热老化测试中保持优异稳定性，远超传统工艺器件。
该研究不仅验证了激光退火在多材料体系中的兼容性与优越性，同时也展现出强大的产业化前景。ALA工艺无需惰性气氛与真空设备，大幅降低能耗与产线成本，生产速度提升五个数量级，契合卷对卷柔性制造需求。研究指出，该技术可拓展至其他有机光伏体系，推动多结叠层电池发展，理论效率极限可达41%。未来，随着激光设备的集成优化，该项技术有望快速落地光伏产线，加速柔性太阳能电池在建筑一体化、移动能源等场景的应用。
以题为“Efficient All Ambient-Laser-Annealed Perovskite-Organic-Photovoltaic Tandem Solar Cells”的论文发表在《Advanced Functional Materials》上。
图1.对两种不同工艺制备的钙钛矿样品进行的稳定性测试和温度分析。
图2.展示了关于宽带隙（1.78eV）钙钛矿太阳能电池的性能对比数据，比较了两种器件结构：GTA和ALA。并系统性地呈现了器件结构、电学性能、光谱响应及环境稳定性等关键参数。
图3.展示了关于PM6:Y6有机光伏（OPV）器件的性能研究，包括器件结构、光电性能参数以及不同激光脉冲密度处理下的性能变化。
图4.钙钛矿-有机光伏叠层结构：a)结构示意图；b)扫描电子显微镜截面图；c)代表性材料的J–V参数；d)典型的光电转换效率曲线；e)代表性ALA及GTA材料在60℃氮气环境中的热稳定性。
