记者从南京航空航天大学了解到，该校郭万林、赵晓明教授团队近日成功揭示了钙钛矿光伏电池的老化机制，并提出了一套低成本延长电池寿命的解决方案，这一突破有望加快推动下一代光伏技术的产业化进程。

　　相关研究成果于5月30日在国际顶级学术期刊《科学》上在线发表，标志着我国在钙钛矿光伏领域的研究再次走在国际前沿。

　　赵晓明教授介绍，钙钛矿作为下一代光伏技术的重点候选材料，其研究意义重大。我国在该领域的研究已经取得了显著进展，一些小尺寸钙钛矿光伏电池的光电转化效率已经超过了27%，达到了商用晶硅光伏电池的水平。然而，要实现钙钛矿光伏电池的大规模产业化，还需解决大尺寸电池转化效率低、寿命短等关键问题。

　　业界通常将转化效率衰减至初始状态80%所需的时间定义为光伏电池的寿命。郭万林、赵晓明团队此前曾开发出气相氟化技术，虽能有效提高电池转化效率和延长寿命，但需要对现有光伏生产线进行大幅改造，增加了企业的负担。

　　为了优化技术方案，团队深入研究了效率衰减的本质。他们发现，钙钛矿光伏电池的转化效率会随着昼夜交替表现出一种“可逆式衰减”现象，即白天损失的效率经过一晚上的“休息”后会部分恢复。这一现象的背后是碘离子在钙钛矿薄膜上的运动导致的。

　　团队进一步研究发现，碘离子在阳光照射下在钙钛矿薄膜上运动，导致薄膜表面出现微小缺陷，从而引发转化效率的衰减。如果碘离子只是在钙钛矿层内运动，那么到了晚上，已衰减的效率会自动修复。但一旦碘离子运动到电荷传输层或电极，就会永久丢失这部分效率。

　　针对这一问题，团队开发出了“气相辅助表面重构”技术，通过在钙钛矿薄膜表面设置细密的隔离舱，将碘离子约束在舱内，限制了其活动范围。实验数据显示，经过这一技术处理的大尺寸钙钛矿光伏电池在50℃的环境下经受了101次模拟昼夜交替后，转化效率仅损失了3%。

　　赵晓明教授表示，这相当于钙钛矿光伏电池能够在户外稳定工作25年。为进一步测试电池性能，团队让钙钛矿电池和商用晶硅电池共同接受了夏季45天高温高湿环境和冬季18天低温环境的考验。结果显示，钙钛矿电池在两种环境中的寿命均优于晶硅电池。

　　更重要的是，这一新技术能够兼容现有光伏生产线，有效控制了改造成本，为钙钛矿光伏技术的产业化落地提供了有力支持。

　　郭万林教授表示，此次研究实现了从基础理论到成果应用的闭环，不仅阐明了钙钛矿光伏电池光电转化效率不可逆衰减的原因，更破解了大尺寸钙钛矿光伏技术产业化落地的关键难题。目前，团队已申请10项相关专利，并正在完善器件制备工艺和材料体系，以尽快启动更大尺寸钙钛矿光伏电池的中试项目。

（文章来源：新华社）