钙钛矿太阳能电池因其转化效率高、成本低廉、轻量化及可柔性化等特性，被誉为光伏领域的“未来之光”。然而，其稳定性不足的致命缺陷长期阻碍产业化进程。

3月7日，华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队侯宇教授、杨双教授等在知名期刊Science(《科学》)上发表了最新研究成果，率先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(指器件仍能保持初始效率的97%以上)工作寿命达到3670小时，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。

技术突破：从“短命魔咒”到3670小时稳定运行

1. 核心问题：光机械效应成“隐形杀手”

传统研究认为钙钛矿电池的退化主要源于水、氧、热等环境因素，但华理团队首次发现，光照射下钙钛矿材料的动态局域应力是致命元凶。在光照时，钙钛矿晶体因“光致伸缩效应”膨胀超过1%，内部晶界积累应力并引发微裂纹，最终导致材料分解和效率骤降。这一机制被命名为“光机械诱导分解效应”。

2. 创新解法：石墨烯“防弹衣”与聚合物耦合技术

团队提出以石墨烯(模量高达1 TPa)结合聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成超薄保护层，覆盖于钙钛矿表面。该结构使钙钛矿薄膜的模量和硬度提升两倍，晶格变形率从+0.31%降至+0.08%，显著抑制光致膨胀和横向离子扩散。实验显示，在模拟强光高温环境下，新型电池持续工作3670小时(约153天)后仍保持97%的发电效率，创国际同类实验最高纪录。

3. 技术优势：兼顾性能与成本

相较于传统硅电池，钙钛矿电池生产成本可降低至1/3，且具备轻量化(可制成薄膜或柔性形态)、高理论效率(单结电池效率超33%)等优势。此次突破解决了寿命短板，为其大规模应用铺平道路。

产业化前景：从实验室到千家万户的绿色革命

1. 应用场景拓展

- 光伏建筑一体化(BIPV)：可生产透光发电玻璃，覆盖建筑外墙或窗户，实现“自发自用”能源模式。

- 柔性电子设备：开发可折叠充电毯、手机太阳膜等便携式电源，推动户外能源解决方案。

2. 商业化进程加速

研究团队透露，该技术已开始与企业合作试验。一旦量产，将带来革命性变化。据估算，钙钛矿电池生产成本仅为硅电池的1/3，发电效率还有提升空间。

全球影响与ESG价值

1. 助力“双碳”目标

钙钛矿电池的普及将加速可再生能源替代化石能源进程，减少碳排放。若全球10%的建筑采用该技术，年发电量或可满足数亿家庭需求。

2. 推动能源公平

低成本特性使其适用于发展中国家及偏远地区，为能源贫困问题提供解决方案，契合联合国可持续发展目标(SDG7)。

华东理工大学团队此次的科研突破，标志着钙钛矿电池从实验室走向市场的转折点，不仅为解决钙钛矿太阳能电池长期稳定性难题提供了切实有效的技术方案，也为新能源产业化发展带来了新的希望。随着未来更多的产业合作和技术转化，该项成果有望引领全球光伏技术的新一轮革命，推动更便宜、更高效、更轻薄的太阳能板普及应用，为全球能源与环境问题提供“中国方案”。

作者：Qinger