在光伏技术中，热效应是固有的但往往被低估的约束因素，1因为只有部分入射太阳能量被转化为电能，其余部分不可避免地以热的形式耗散。2在户外应用环境下，设备温度经常远高于环境温度，并且会随着辐照度、风速和安装方式的变化而波动，直接影响功率输出和长期稳定性。3大量研究表明，在实际条件下，温度是效率下降的主要驱动因素，也是现场模块常见故障模式的关键原因。3,4对于正从实验室规模转向户外应用并正在接受标准认证的金属卤化物钙钛矿光伏电池而言，这些考虑尤为重要。5,6这凸显了理解和管理这种新兴技术中热效应的紧迫性。
与传统无机半导体相比，钙钛矿太阳能电池（PSCs）面临独特的热挑战，因为钙钛矿吸收层是一种柔软的离子固体，具有极低的晶格导热性和明显的非谐晶格动态。7这些特性在光照下会导致热量积聚和局部温度梯度急剧上升。值得注意的是，这种低导热性不仅存在于混合钙钛矿中，也存在于无机卤化物钙钛矿中，表明声子传输的抑制是材料本身的固有特性，而非加工过程中的副产品。8,9此外，铅卤化物钙钛矿还具有较大的热膨胀系数和机械柔韧性。因此，温度波动容易在界面和薄膜内部引发热机械应力——尤其是在与刚性传输层、电极和封装材料结合时。10,11这些热和机械特性的结合要求我们改变视角：热积累不应仅被视为光电性能问题，而应被视为一个基本的可靠性影响因素。
要 mechanistically 理解热积累，需要明确热量的产生地点及其在多层器件结构中的传播方式。在太阳能电池中，热量来源于多个途径。成熟的光伏技术已经建立了热生成和缓解的一般框架，提供了分解光学、电气和热损失的关键概念和指标。12对于钙钛矿器件，先进的光电热模拟可以定量分析内部能量转换、热生成和热耗散。这些研究阐明了寄生吸收、热化、焦耳热、珀尔帖效应以及体相或界面复合的各自贡献，同时也指导了通过外部冷却策略和内部器件设计来进行热管理。13进一步的分析表明，自加热行为可以通过吸收带隙、层厚度和传输相关参数进行强烈调节，这意味着热行为应与电子设计一起进行优化，而非作为独立考虑因素。14
高温通过性能下降和不可逆故障途径影响钙钛矿光伏电池。从性能角度来看，温度影响关键参数，如最大功率输出、开路电压（VOC）和短路电流密度（JSC），这些参数对能量产量评估至关重要。在PSCs中，功率转换效率随温度的变化通常是由VOC和JSC的联合变化引起的，而传统技术如Si和GaAs太阳能电池的温度响应主要由VOC决定。6,15从稳定性角度来看，高温加速了离子迁移和界面化学反应，这些反应可能与电场和光照耦合，导致迟滞现象、可逆的日变化以及长期退化。16,17,18热应力还可能导致电极和添加剂在电荷传输层中迁移并进入钙钛矿吸收层，从而产生额外的温度依赖性退化路径。19,20在模块级别，空间非均匀性和反向偏压事件会产生局部加热和热点，必须在器件和模块设计中加以考虑。21这些因素将热管理与加速老化测试（如湿热测试）直接联系起来，并推动了集成策略的发展，以解决封装PSC模块中的热耗散、机械柔韧性和化学稳定性问题。5,22,23
最近的综述总结了金属卤化物钙钛矿的固有热性质、24光伏技术的热管理策略，25以及PSCs的热管理和热稳定性。26,27尽管常常讨论各种冷却技术或材料稳定性策略，但可靠性协同设计问题仍然存在：即热量在哪里产生、如何传播，以及它在何处引发不可逆故障。在实际运行设备中，热积累的影响不仅仅是通过空间平均温度升高来体现的。它还可以与柔软的非谐钙钛矿晶格、热激活的空位形成和离子迁移、界面氧化还原反应、电极和添加剂的重新分布以及反向偏压或模块连接条件下的局部热点相结合。这些耦合过程决定了热扰动是仅仅表现为可逆的性能损失，还是演变为长期退化。本文采用了“来源-影响-干预”框架（图1）。讨论首先明确了钙钛矿光伏电池中热量产生的偏压、结构和层依赖性来源，然后分析了高温如何通过软晶格热传输、离子缺陷、界面反应和模块级非均匀性转化为性能损失和退化路径。最后，我们将干预策略视为一系列以可靠性为导向的设计选择：在源头上抑制可避免的热量产生，通过界面和封装改进热量提取，以及提高对残留热、电和化学应力的耐受性。这样，微观热物理与器件和模块级别的稳定性相结合，弥合了以材料为中心的热性质与实际应用中的退化模式之间的差距。
