综述：空气环境制备钙钛矿太阳能电池的挑战、进展与产业化策略

（推荐语）本文系统综述了空气环境（air atmosphere）制备钙钛矿太阳能电池（PSCs）的研究进展，重点解析了环境因素对钙钛矿薄膜的影响机制，总结了高效稳定PSCs的制备策略（如组分调控、界面工程等）与产业化路径，为推进PSCs低成本规模化生产提供了重要参考。

　　

Abstract

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电性能（如高达25.7%的功率转换效率PCE）、简易制备工艺和低成本成为研究热点。然而，当前高性能PSCs均需在惰性气氛中制备，大幅增加生产成本。近年来，空气环境制备高效稳定PSCs的研究取得突破性进展，通过调控钙钛矿组分（如MA/FA/Cs混合阳离子、I/Br卤素比例）、优化溶剂工程（如DMF/DMSO共溶剂体系）以及引入界面钝化层（如PCBM、PEAI），显著提升了器件在湿度/氧气环境下的稳定性（T₈₀＞1000小时）。

环境因素对钙钛矿薄膜的影响

空气中水分和氧气会诱发钙钛矿（如MAPbI₃）的降解：H₂O导致PbI₂相分离，O₂引发超氧化物形成。研究表明，通过添加剂（如H₃PO₂）或后处理（如NH₄Cl退火）可抑制缺陷态密度（从10¹⁶ cm^-3降至10¹⁴ cm^-3）。

空气环境制备策略

1. 前驱体优化：采用MACl或FACl添加剂提升结晶质量，使PCE从18.3%提升至22.1%；
2. 原位封装技术：在钙钛矿层表面旋涂疏水性聚合物（如PMMA），使器件在RH=65%环境中稳定性提升3倍；
3. 卷对卷（R2R）工艺：通过狭缝涂布（slot-die coating）实现空气环境连续制备，批次效率差异＜1%。

产业化挑战与展望

当前空气制备PSCs的最高效率（23.7%）仍低于惰性气氛器件（25.8%），且规模化均匀性控制（膜厚偏差＞10%）亟待解决。未来需开发普适性环境耐受材料体系，并建立标准化制造流程（如ISO 2178认证）。

Conflict of Interest

作者声明无利益冲突。