上证报中国证券网讯（记者王玉晴）北京时间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、杨双教授等在《Science》（《科学》）发表石墨烯-聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法，该方法旨在解决“钙钛矿太阳能电池稳定性差”这一关键难题。这一研究成果有望为钙钛矿太阳能电池的产业化应用提供全新解决方案。

　　华东理工大学官方微信公众号发文介绍称，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，并提出石墨烯-聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法。使用该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。

　　石墨烯助力钙钛矿光伏寿命提升

　　题为《Graphene-polymer reinforcement of perovskite lattices for durable solar cells》（《石墨烯-聚合物增强钙钛矿晶格用于耐用太阳能电池》）的论文，由华东理工大学作为唯一通讯单位，通讯作者为侯宇教授和杨双教授，第一作者为该校材料学院博士研究生李庆。

　　该研究团队揭示了钙钛矿材料不稳定的新原因，并提出了新的解决方法。传统理论认为，光、热等因素直接引起钙钛矿的氧化还原、离子迁移等分解行为。但该团队发现，在太阳光照下，钙钛矿材料表现出显著的光致伸缩效应，膨胀比例可超过1%，导致性能损失。而石墨烯的超高模量可有效限制这一效应。

　　石墨烯具有约1 TPa的超高模量，是钙钛矿材料模量的50-100倍，且具有均匀致密、耐机械疲劳和化学稳定的优点。通过聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）聚合物界面耦联方式，将单层整片石墨烯组装到钙钛矿薄膜表面，可显著限制钙钛矿晶格动态伸缩效应。

　　通过石墨烯的约束，光照条件下的钙钛矿晶格动态伸缩效应被显著限制，研究表明，石墨烯-聚合物双层结构将晶格变形率从+0.31%降低至+0.08%，有效减少了晶界附近由膨胀引起的材料破坏。

　　通过动态结构演变实验和计算模型相结合，研究团队验证了该耦合界面结构在工作条件下，能够有效抑制晶格变形以及横向离子扩散，从而确保钙钛矿器件在光照、高温及真空等环境下的长期稳定性。基于这一设计，太阳电池在标准太阳光照及高温（90℃）条件下，T97工作寿命达到3670小时。

　　中国钙钛矿研究频登顶刊，业界持续看好应用前景。作为全球钙钛矿光伏研究的重要力量，2025年以来，中国团队的钙钛矿光伏研究多次登上《Science》《Nature》系列期刊等顶级期刊。

　　例如，今年1月，仁烁光能联合南京大学研发团队在全钙钛矿叠层太阳能电池领域取得的科研成果发表于《Nature Materials》，将全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率提高至29.1%，刷新世界纪录。

　　此外，今年以来，华中科技大学团队对全钙钛矿叠层太阳能电池的研究刊发于《Nature Photonics》；南方科技大学学者等对钙钛矿电池中电子传输材料的研究登上《Nature Materials》。

　　在产业界，钙钛矿光伏在地面电站、光伏建筑一体化等领域的应用前景已被广为讨论，有望深刻影响新能源汽车行业。

（文章来源：上海证券报·中国证券网）