在全球能源转型的关键时期，新能源技术的突破成为焦点。钙钛矿太阳能电池，凭借高效率、低成本以及轻便性等显著优势，一度被视为下一代光伏技术的“希望之光”，有望掀起能源领域的新变革。然而，其在实际使用中稳定性欠佳、寿命较短的问题，犹如巨石横亘，严重阻碍了商业化与大规模应用的步伐。
近期，中国科研团队传来振奋人心的消息，一举攻克了这一世界级难题，为钙钛矿太阳能电池的发展开辟了全新道路。
华东理工大学材料学院清洁能源材料与器件团队的侯宇教授、杨双教授等科研人员，经过不懈努力，揭示了钙钛矿材料“短命”的关键原因。研究发现，钙钛矿材料在光照条件下，会发生如同气球反复膨胀和收缩般的显著体积变化。光照时，其体积膨胀幅度可达1%以上 ，致使内部晶体相互挤压。这就如同反复折叠纸张，随着时间的推移，材料内部逐渐产生损伤，最终破裂失效。
针对这一难题，科研团队另辟蹊径，创新性地将超硬材料石墨烯与特殊透明塑料相结合，成功制备出厚度仅为头发丝万分之一的超薄保护层。别小瞧这层看似轻薄的保护膜，它却有着强大的作用。实验表明，该保护层能够显著增强材料的抗压能力，将钙钛矿材料的膨胀幅度从0.31%大幅降低至0.08% ，极大地提升了材料的稳定性。
经过严格测试，团队制备的太阳能电池表现堪称惊艳。在模拟日常使用的强光高温环境下，该电池持续工作3670小时（约153天）后，发电效率仍能保持在97% 。这一数据刷新了同类电池的稳定工作时长纪录，标志着钙钛矿太阳能电池在迈向实际应用的道路上取得了重大突破。
钙钛矿太阳能电池在技术层面优势显著。其一，实验室效率接近晶硅电池的极限，达到了26% ；其二，潜在成本仅为晶硅电池的三分之一，在成本控制上极具竞争力；其三，具备轻量化和可柔化的特性，能够制成薄如纸张、可弯曲的形态，甚至可以贴在衣服或窗户上使用，应用场景十分广泛。
从应用前景来看，钙钛矿太阳能电池未来潜力巨大。在建筑领域，可用于制作外墙发电玻璃，让建筑物实现自发电；在户外设备方面，可折叠户外充电毯成为可能，为户外活动提供便捷的充电方式；在移动设备领域，开发手机太阳膜，实现手机自充电也不再是遥不可及的梦想。
在华东理工大学取得这一突破之前，美国普林斯顿大学和日本佳能公司分别于2022年和2024年公布了他们在钙钛矿太阳能电池寿命方面的研究成果。普林斯顿大学的电池寿命约为30年，佳能公司的电池寿命在20 - 30年之间。虽然华东理工大学此次突破在时间跨度上与国际先进水平有所差异，但其独特的研究方法和成果同样具有不可忽视的价值，彰显了中国科研团队在该领域的创新实力。
中国科研团队攻克钙钛矿太阳能电池“短命”难题，不仅为这一技术的商业化应用奠定了坚实基础，也进一步巩固了中国在新能源技术领域的领先地位。随着技术的不断完善和商业化进程的加速，钙钛矿太阳能电池有望在全球范围内广泛应用，为推动能源转型、实现碳中和目标贡献强大力量，助力全球可持续发展迈向新的高度。
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