近日，南京工业大学柔性电子全国重点实验室黄维院士、王建浦教授和李仁志教授团队在钙钛矿太阳能电池结晶动力学与薄膜原位监测和分析方面取得重大研究进展。相关研究成果以“Coherent transformation of metal halide perovskites”为题，发表于国际顶尖学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。

钙钛矿光伏技术具有较大的发展潜力，但溶液法结晶极快且中间相复杂，由于缺乏统一的机制认知与定量化工艺指标，现有优化多依赖经验配方，制约了其商业化进程。针对该难题，团队自主搭建了时间分辨率达10 ms的原位紫外-可见吸收光谱系统，对成膜过程进行了高频动态追踪。研究发现，无论采用何种工艺策略，高质量薄膜制备的共性本质在于：抑制旋涂期有害络合物生成，并构建单一、有序的湿膜成核路径，进而在退火阶段诱导低维层状钙钛矿相层层递进地向三维结构演化。

基于此时序特征，团队提出了决定成膜质量的普适性微观机制“相干转变”（Coherent transformation）——即逐层、有序、时序化的微观结构演化过程。团队定义了可在线监控的量化指标“转变指数（TI）”，并揭示了TI指数与器件性能之间的平衡关系。研究表明，当体系处于最优TI窗口（4-12 s²）内时，薄膜缺陷密度最低，器件光电转化效率最优。该机制在狭缝涂布（Slot-die）工艺制备的光伏微组件中也得到了验证，为工业在线监控与工艺优化提供了科学标尺。该工作不仅为工艺调控提供了量化指标，也为多晶光电材料的可控合成与在线质量控制提供了通用范式。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、教育部学科突破先导项目等科研项目的长期支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-75161-y

作者：李仁志；审核人：季宜敬、陈永华