中国科研团队解锁太阳能电池「长寿密码」

中国华东理工大学科研团队成功找到延长钙钛矿太阳能电池寿命的关键方法。相关成果3月7日已发表在国际顶级期刊《科学》（Science）。相较于传统硅电池，钙钛矿太阳电池具有转化效率高、成本低、轻量化等优势，是极具应用前景的新型太阳能技术，但器件的不稳定性是限制其产业化的首要挑战。 中通社报导，钙钛矿太阳能电池被称作「未来之光」，它不仅能像传统硅电池一样发电，还能做成薄如纸张、可弯曲的形态，甚至能贴在衣服或窗户上使用。但这种电池有个致命弱点：在阳光下用不了多久就会衰老，导致其寿命远达不到实际应用要求。华东理工大学清洁能源材料与器件团队的一项研究发现，「光机械诱导分解效应」是新型太阳能不稳定性的关键机制，并提出了石墨烯—聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法，据此製备的新器件打破了钙钛矿太阳电池的「短命」魔咒。科研团队研究发现，钙钛矿材料在阳光照射下会像气球一样反复膨胀收缩，时间一长就会内伤破裂。这种材料遇光会膨胀超过1%，内部晶体相互挤压产生破坏力，举例来说，就像反复摺叠的纸最终都会断裂。于是，科研人员想出了一个妙招——给材料穿防弹衣。科研团队用最坚硬的材料之一石墨烯，加上特殊透明塑料，製成只有头髮丝万分之一的超薄保护层。实验证明，这层防护服能让材料抗压能力翻倍，把膨胀幅度从0.31%降到0.08%，就像给易碎品加了抗震包装。在模拟日常使用的强光高温环境下，持续工作3,670小时（约153天）后，仍能保持97%的发电效率。这是目前同类电池中最长的稳定工作时间，意味着实际应用成为可能。目前，该技术已开始与企业合作试验，一旦量产，建筑外墙发电玻璃、可摺叠户外充电毯甚至给手机充电的太阳膜都可能成为现实。