“防护服”破钙钛矿电池“短命”魔咒

　　中化新网讯 3月7日，华东理工大学材料学院清洁能源材料与器件团队侯宇和杨双教授等在《科学》发表最新研究，揭示了新型光伏不稳定性的关键机制——光机械诱导分解效应，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。

　　研究发现，钙钛矿材料在阳光照射下会像气球一样反复膨胀收缩，时间一长就会“内伤”破裂。这种材料遇光会膨胀超过1%，内部晶体相互挤压产生破坏力，就像反复折叠的纸最终会断裂一样。对此，科研团队用最坚硬的材料之一石墨烯给材料穿上“防弹衣”，再加上特殊透明塑料，制成只有头发丝万分之一的超薄保护层。

　　经过多次尝试，团队发现可以通过聚甲基丙烯酸甲酯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。由此，一个新型钙钛矿太阳能电池器件形成。实验证明，由这种双层结构形成的“防护服”，能让材料抗压能力翻倍，把膨胀幅度从0.31%降到0.08%。

　　经过严格测试，装上这种保护层的太阳能电池创下新纪录：在模拟日常使用的强光高温环境下，持续工作3670小时(约153天)后，仍能保持97%的发电效率。这是目前同类电池中最长的稳定工作时间，意味着实际应用成为可能。

　　目前，该技术已开始与企业合作试验。一旦量产，建筑外墙发电玻璃、可折叠户外充电毯，甚至给手机充电的太阳膜都可能成为现实。