本报讯（记者吴金娇）相对于晶硅电池，钙钛矿太阳电池具有转化效率高、低成本、柔性与轻量化等优势，但由于其器件的不稳定性，产业化发展受到限制。如何提升器件稳定性、打破钙钛矿电池“短命”魔咒？昨天凌晨，华东理工大学材料学院清洁能源材料与器件团队侯宇教授、杨双教授等人在国际顶尖学术期刊《科学》发表最新研究，率先揭示新型光伏不稳定性的关键机制——光机械诱导分解效应。团队提出石墨烯-聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法，制备的太阳能电池器件在标准太阳光照及高温下的T97工作寿命创下3670小时新纪录。
钙钛矿太阳电池结构由五层组成，从上至下分别为导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿、电子传输层、金属电极。为了提升处于核心的钙钛矿材料的稳定性，科学家们要么尝试改变钙钛矿组分和结晶性，要么设计控制钙钛矿表面分子结构，然而收效甚微。杨双介绍，“光机械诱导分解效应”的发现，为团队理解钙钛矿材料的退化机制提供了新的视角，并为进一步提高其稳定性提供了重要思路。
如何提升钙钛矿的稳定性？团队找到了石墨烯这个“外援”。事实上，石墨烯与钙钛矿本身并不兼容，但经过多次尝试，团队发现，可以通过聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）聚合物界面耦联方式，将单层整片石墨烯组装到钙钛矿薄膜表面，从而实现两者的高均匀度、多功能性集成。得益于石墨烯出色的机械性能和聚合物的耦合效应，钙钛矿薄膜的模量和硬度提高了两倍，并显著限制了在光照条件下的晶格动态伸缩效应。
此次研究成果将为钙钛矿太阳电池的产业化应用提供全新解决方案。本文刊于2025年3月8日文汇报6版视点/综合
