作为光伏电池的关键组成部分，钙钛矿太阳能电池具有高转化效率，低成本，柔韧性和轻质的优势。它们是一种新型的光伏技术，具有出色的应用前景。但是，钙钛矿材料容易出现化学分解和结构降解，从而导致设备效率显着下降。如何扩展其“终生”也是行业内部人士想要克服的问题。

3月7日，北京时代，Hou Yu教授，Yang Shuang教授和其他来自东中国科学技术大学材料学院的清洁能源材料和设备团队发表了最新的科学研究成果（科学）。该研究领导着揭示新的光伏不稳定性的关键机制 - 光机械诱导的分解效应，并提出了一种新的石墨烯 - 聚合物机械增强的钙钛矿材料的方法。准备好的太阳能电池设备在标准太阳能和高温下创造了3,670小时的新记录。研究结果将为钙钛矿太阳能电池的工业应用提供新的解决方案。

研究团队介绍了，对于“害怕看到光”的钙钛矿材料，这一发现的最大意义是揭示光伏性能降解的未知关键因素 - “光机械作用”。

金叶/光

“在阳光下，钙钛矿材料显示出显着的光编剧效应，其膨胀比为1％以上，这将导致钙钛矿晶体之间的挤出，并在晶界附近累积局部应力，从而加速了晶界区域中缺陷的形成，并导致perovskite电池的性能损失。” Hou Yu说，因此，这一发现还提供了一种新的解决方案来克服稳定性瓶颈，并促进钙钛矿设备的工业生产和应用。

这项研究发现，这是由于石墨烯是“外国援助”。

Yang Shuang向第一位财务记者解释了，与晶体硅电池相比，钙钛矿太阳能电池具有高转化效率，低成本，灵活性和轻巧的优点。它们是一种新型的光伏技术，具有出色的应用前景，对解决能源和环境问题具有重要意义。但是，设备不稳定是限制其工业化发展的主要挑战。石墨烯具有超高模量，是钙钛矿材料模量的50至100倍，并且具有均匀密度，机械疲劳耐药性和化学稳定性的优势。该团队只是在考虑是否可以将石墨烯作为“外国援助”来提高钙钛矿的稳定性。

经过多次尝试，团队发现可以将单层石墨烯组装到钙钛矿膜的表面上，从而在两者之间实现高均匀性和多功能性整合，并形成新的太阳能钙钛矿电池设备。

Hou Yu提出，由于石墨烯的机械性能以及聚合物的耦合效应，钙钛矿膜的模量和硬度已增加了两倍，并显着限制了光条件下晶格的动态扩张和收缩效果。

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钙钛矿太阳能电池结构由从上到下组成的五层组成，即导电玻璃，孔传输层，钙钛矿，电子传输层和金属电极。为了提高钙钛矿材料核心的稳定性，科学家要么试图改变perovskite的组件和晶体结构，要么将perovs效起来。将石墨烯添加到钙钛矿材料中后，石墨烯 - 聚合物双层结构将晶格变形率从 +0.31％降低到 +0.08％，从而有效地减少了由于晶界附近膨胀而造成的材料损害。

这项研究结果名为“耐用太阳能电池的钙钛矿晶格的石墨烯 - 聚合物改革”，东中国科学技术大学是唯一的沟通单位。相应的作者是Hou Yu教授和Yang Shuang教授，第一作者是Li Qing，是材料学院出生的博士生，研究工作也得到了来自中国国家自然科学基金会和上海基础基础研究特别区等项目的资金的支持。