钙钛矿太阳电池：突破稳定性难题，开启新能源未来
在新能源领域，钙钛矿太阳电池因其高效率、低成本、柔性与轻量化等优点，被视为极具潜力的新型光伏技术。然而，钙钛矿材料易发生化学分解和结构退化，严重影响了器件的效率与寿命。近日，华东理工大学材料学院的研究团队在《科学》杂志上发表的最新成果，为解决这一难题提供了新的思路。
领先揭示不稳定关键机制，石墨烯聚合物助力寿命延长
北京时间3月7日，华东理工大学材料学院的侯宇教授和杨双教授等人发表的研究成果，首次揭示了新型光伏材料不稳定性的关键机制——光机械诱导分解效应。他们提出了一种利用石墨烯和聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法，显著提高了太阳能电池器件的寿命。
研究亮点： - 制备的太阳能电池器件在标准太阳光照及高温下，T97工作寿命达到了3670小时的新纪录。 - 该成果为钙钛矿太阳电池的产业化应用提供了全新解决方案。
光机械作用揭示光伏性能退化之谜
对于钙钛矿材料，研究团队揭示了光伏性能退化的一个关键因素——“光机械作用”。在太阳光照下，钙钛矿材料会表现出显著的光致伸缩效应，导致晶体之间的挤压，并在晶界附近积累局部应力，从而加速了晶界区域的缺陷形成，造成性能损失。
石墨烯“外援”助力钙钛矿稳定性提升
研究团队发现，将石墨烯组装到钙钛矿薄膜表面，可以实现两者的高均匀度、多功能性集成，形成新型太阳钙钛矿电池器件。石墨烯的加入，显著提高了钙钛矿薄膜的模量和硬度，限制了光照条件下的晶格动态伸缩效应。
石墨烯的优势： - 超高模量，是钙钛矿材料模量的50~100倍。 - 均匀致密、耐机械疲劳和化学稳定。
破解稳定性瓶颈，推动产业化进程
这项研究为克服钙钛矿器件的稳定性瓶颈，推动其工业化生产和应用提供了新的解决方案。华东理工大学的研究成果，有望推动光伏行业迈向新的发展阶段。
研究团队介绍： - 通讯作者：侯宇教授和杨双教授 - 第一作者：材料学院“95后”博士研究生李庆 - 支持项目：国家自然科学基金、上海市基础研究特区等项目
随着钙钛矿太阳电池技术的不断进步，我们有理由相信，这一绿色能源将在未来能源结构中扮演越来越重要的角色。