问题——在能源转型与光伏升级的大背景下，高效率、低成本的新型太阳能电池技术成为研发竞争的焦点。钙钛矿光伏材料因其优异的光电特性和低温制备优势，近年来效率不断提升，被视为下一代太阳能电池的重要选择。但稳定性不足仍是其走向大规模应用的主要障碍。特别是在器件制备中必需的热退火步骤，虽然能促进晶粒生长，却容易在表面和界面处产生缺陷、结构松动和长期降解，成为影响器件寿命的关键问题。 原因——钙钛矿材料对热过程敏感。加热时，薄膜表面欠配位离子易形成缺陷位点，这些缺陷会增强非辐射复合、缩短载流子寿命，还可能引发离子迁移和结构重排，加速材料退化。长期以来，学界通过添加剂、界面钝化、封装等手段缓解这些问题，但在促进结晶与抑制缺陷之间实现平衡仍有难度，特别是如何在热退火中有效约束结构退化的源头，是亟待解决的核心问题。 影响——效率与稳定性难以兼顾，直接制约了钙钛矿技术从实验室走向应用的进程。薄膜缺陷和界面不稳定会限制电荷输运效率，造成性能波动；热诱导退化若无法有效抑制，将在长期运行和复杂环境中产生不确定性，增加产业化成本。精准调控退火过程既是提升单结器件性能的关键，也是推动叠层电池、柔性器件等后续发展的基础。 对策——针对热退火的该矛盾，西安交通大学梁超教授与厦门大学张金宝教授团队提出分子压印退火策略，在退火阶段对表面结构进行分子尺度的原位约束。具体做法是在热退火中，将一层致密的吡啶基分子模板原位压印到钙钛矿表面，以固态方式构建稳定的表面约束层，无需引入溶剂。研究团队设计了配体分子2-吡啶乙胺，使其与表面欠配位的铅离子形成稳定的双齿配位结构，在整个退火过程中持续稳固钙钛矿铅碘骨架，抑制碘空位生成与扩散，从源头降低热诱导结构退化的风险。这样薄膜在结晶过程中既能获得高质量的晶体结构，又能保持低缺陷密度，进而改善电荷输运效率，提升器件长期稳定性。对应的研究成果已在《科学》杂志在线发表。 前景——这一策略的价值在于为钙钛矿薄膜的结晶、缺陷与稳定性耦合问题提供了可复制的工程化思路，将退火过程从单纯促进生长转向生长与控制退化并举。若能更验证该方法在不同钙钛矿体系、不同器件结构和更大面积制备中的适用性与可制造性，并与封装、界面优化等手段结合，有望为高效率、高可靠性钙钛矿器件的产业化提供更坚实的基础。这一思路也可能拓展至其他易在热处理中产生缺陷的薄膜半导体，为低成本高性能光伏器件研发开辟新方向。
在全球碳中和进入关键攻坚阶段的当下，这项来自中国实验室的原创成果展现了我国在新能源材料领域的创新实力，预示着光伏产业可能迎来新一轮技术突破；随着基础研究与应用开发的深度融合，清洁能源替代化石燃料的步伐有望加快，为全球气候治理贡献中国力量。