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钙钛矿光伏电池的老化机制，提出一套低成本延长电池寿命的解决方案，有望加快推动下一代光伏技术产业化。

　　赵晓明介绍，钙钛矿是下一代光伏技术的重点候选材料，我国在该领域的研究走在国际前列，一些小尺寸钙钛矿光伏电池的光电转化效率超过27%，达到商用晶硅光伏电池的水平。但要让钙钛矿走出实验室、走上生产线，真正为市场所接受，还需攻克大尺寸钙钛矿光伏电池转化效率低、寿命短等难题。

　　业界通常把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、赵晓明团队曾开发出一种气相氟化技术，能够有效提高电池转化效率、延长寿命，但需要对现有光伏生产线大幅改造，增加企业负担。

　　“要优化技术方案，还得弄清楚效率衰减的本质是什么。”赵晓明说，团队发现，随着昼夜交替，钙钛矿光伏电池的转化效率表现出一种“可逆式衰减”——白天损失掉的效率，经过一晚上的“休息”，次日清晨竟会部分恢复。

　　“就好比一个人，前一天再累，晚上睡一觉，第二天又有精神了。”论文第一作者孙向楠告诉记者，深入研究发现，这个现象背后是碘离子在作祟——白天在阳光照射下，碘离子在钙钛矿薄膜上“跑来跑去”，导致薄膜表面出现微小缺陷，转化效率随之衰减。

　　如果碘离子只是在钙钛矿层运动，到了晚上，已衰减的效率还会自动修复。一旦它们跑到了电荷传输层或电极，就再也回不到钙钛矿层了，这部分效率也会永久丢失。

　　找到了症结，团队针对性地开发出“气相辅助表面重构”技术，在钙钛矿薄膜表面设置了一个个细密的隔离舱手机教学翻墙视频网站，把那些“调皮捣蛋”的碘离子约束在舱内，限制它们的活动范围。

　　实验数据显示，一块面积达785平方厘米、经过表面重构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，转化效率仅损失3%。

　　“相当于能够在户外稳定工作25年。”赵晓明说，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夏季45天高温高湿环境和冬季18天低温环境的考验，结果，钙钛矿电池在两种环境中的寿命均优于晶硅电池。

　　郭万林表示，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堵点。目前团队已申请10项专利，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。

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