石墨烯-聚合物增强钙钛矿材料，用于高达3670小时寿命太阳能电池

摘要：钙钛矿太阳电池作为极具应用前景的新型光伏技术，具有效率高、成本低、柔性与轻量化等优势，对解决能源与环境问题具有重要意义，然而，器件不稳定性是限制其产业化发展的首要挑战。本文，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Science（《科

1成果简介

钙钛矿太阳电池作为极具应用前景的新型光伏技术，具有效率高、成本低、柔性与轻量化等优势，对解决能源与环境问题具有重要意义，然而，器件不稳定性是限制其产业化发展的首要挑战。本文，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Science（《科学》）发表题为“Graphene-polymer reinforcement of perovskite lattices for durable solar cells”的最新研究成果。该研究发现了钙钛矿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，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。

2图文导读

图1.制造整体石墨烯-钙钛矿异质结。

图2.钙钛矿薄膜的机械性能。

图3.光伏性能和器件稳定性。

图4.钙钛矿薄膜的微观结构演变。

图5.钙钛矿薄膜的光电特性。

3小结

多年来，清洁能源材料与器件团队聚焦国家“双碳”战略，已在新型光伏领域取得系列研究成果，如建立了一套理论设计及精准筛选太阳能电池关键功能材料的通用方法，突破传统材料合成的瓶颈，开发出一系列高性能、稳定的光电功能晶态材料，提出光伏器件表面分子功能化新方法，显著提升太阳电池的环境稳定性，等等。

对于通过石墨烯-聚合物耦合界面实现钙钛矿光伏工况寿命新突破，侯宇认为，该研究成果的重要意义在于揭示了光伏性能退化的未知关键因素——“光机械诱导分解效应”，从根本上理解了钙钛矿薄膜在实际应用过程中出现的动态结构损伤及其机械强化调控原理，为克服稳定性瓶颈、推动钙钛矿器件的工业化生产和应用提供了新的解决方案。

文献：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu5563#sec-5