在能源转型的大背景下，太阳能电池因清洁高效而备受关注。近年来，钙钛矿太阳能电池凭借优异的光电性能，被视为最有潜力的新一代光伏材料。然而，它们在稳定性上仍面临挑战：在长时间光照下，材料内部容易出现“相分离”现象，导致效率下降、寿命缩短。

针对这一瓶颈，尧山实验室与郑州大学、中国科学院化学所等单位合作，提出了一种新方法，通过“分子作用设计”来提升全无机宽带隙钙钛矿太阳能电池的稳定性。研究成果近日发表于国际知名期刊Journal of Energy Chemistry。

图1 添加剂的化学结构和电势

团队选择了三种小分子作为“添加剂”，研究它们与钙钛矿材料的相互作用。其中一种名为BrPD的分子表现尤为突出，它能与钙钛矿内部的离子形成多重化学作用，包括配位键、氢键和离子键。简单来说，就像在材料内部加上了“稳固支架”，有效减少了缺陷和离子迁移，从根源上抑制了光照诱导的相分离。

图2 修饰后的钙钛矿性能图

实验数据表明，经过BrPD修饰的钙钛矿薄膜晶粒更大、缺陷更少，表现出显著的耐光稳定性。在光伏器件测试中，这类电池的光电转换效率（PCE）达到11.34%，比未修饰的提升了近三成；在连续光照下仍能保持93%以上的初始效率，表现出优异的耐久性。

这项研究的意义在于，它不仅让钙钛矿太阳能电池在效率上更进一步，更重要的是解决了“用得久”的问题。未来，这类材料有望应用于高效的叠层太阳能电池，为实现更清洁、更可持续的能源利用提供坚实支撑。