钙钛矿电池因转化效率高、低成本、柔性与轻量化等优势，被视为光伏领域的“未来之光”，但它的产业化之路始终面临一大掣肘：稳定性较差，无法长期应用。

现在，华东理工大学团队，找到了改变钙钛矿基因的密码，从根本上让他变得长寿、安全、稳定。

先看成果——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教授、杨双教授等人在国际顶尖期刊《科学（Science）》发表最新研究成果。该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，制备出新型钙钛矿电池器件。

经过严格测试，团队制备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。 该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。

改变“配料表”，破译稳定性密码

该研究成果的底层理论支持，主要是颠覆了过往研究框架，将稳定性提升路径从“化学防御”转向“物理加固”。

钙钛矿电池因其理论转化效率超30%（晶硅电池约26%）、成本仅为晶硅电池的1/3、且具备轻薄柔性等特性，被誉为光伏领域的“颠覆性技术”。 然而，其核心材料钙钛矿的软晶格特性导致其在光照、高温等环境下易发生化学分解与结构退化，器件寿命通常不足1000小时，远低于晶硅电池25年的商用标准。这一“短命魔咒”长期制约其产业化进程，全球科学家尝试从材料配方、表面修饰等角度突破，但收效有限。 华东理工大学侯宇、杨双团队首次发现，钙钛矿电池性能退化的核心机制并非传统认知的化学分解，而是由光机械诱导分解效应主导的物理损伤。实验表明，钙钛矿材料在光照下会产生超1%的光致伸缩膨胀，导致晶体间挤压并积累局部应力，晶界缺陷加速形成，最终引发材料破裂。 由此，钙钛矿电池的“短命”谜团终于被破解。 

取长补短，诺贝尔材料跨界赋能

为解决动态应力损伤，团队引入诺贝尔奖材料石墨烯，其超高模量（1TPa）是钙钛矿的50-100倍，具有均匀致密、耐机械疲劳和化学稳定的优点，可抵御形变。然而，石墨烯与钙钛矿界面兼容性差，团队创新性地采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）聚合物作为耦合层，通过分子键合实现两者无缝集成。 研究发现，得益于石墨烯出色的机械性能和聚合物的耦合效应，石墨烯-PMMA界面将钙钛矿晶格变形率从+0.31%降至+0.08%，双层防护结构为脆弱材料穿上“防弹衣”；薄膜模量提升2倍，横向离子扩散被抑制，协同强化致高温（90℃）下性能衰减显著减缓；溶液法涂覆工艺与现有产线兼容，量产成本可控。 

在模拟实际工况的加速老化测试中，新型器件在标准光照及高温下实现T97寿命3670小时（约153天），较同类实验纪录提升近4倍。这一突破首次验证了钙钛矿电池满足IEC61215光伏组件耐久性标准的潜力。 随着钙钛矿电池“扬长避短”实现稳定，实际应用将成为可能，而一旦量产，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，钙钛矿电池有望在2030年占据全球光伏市场30%份额，重塑能源生产与消费模式。

       原文标题 : 重置“配料表”！中国改写钙钛矿电池长寿基因