世界学术期刊《天然》日前在线宣布我国科学院化学研讨所李永舫院士和孟磊研讨员团队研讨成果：他们将钙钛矿-有机叠层太阳能电池的认证稳态光电转化功率提升至28.04%，改写该类电池世界纪录；研讨团队规划并引进一种可随光照产生结构改动的智能分子，处理了长时间限制该类电池的“见光就衰”难题。今日请闻名科普作者张田勘来解读这个研讨的重要性。

  光伏电池可以将太阳光能直接转化为电能，其根底原理使用光照使不均匀半导体或半导体与金属结合部位之间产生的电位差，把光能直接转化为电能。现在，市场上使用最多（超越90%）而且最老练的是单晶硅和多晶硅光伏电池，其次是薄膜资料光伏电池。

  本项研讨集合的钙钛矿-有机叠层太阳能电池是一种新式光伏电池，也是下一代高效光伏电池的代表。它由两种互补的光吸收资料笔直串联堆叠而成，这两种资料别离吸收不同波段的太阳光，相似分工合作的“光谱捕手”，理论上可打破单结电池的功率极限。单结电池意味着只能使用太阳光谱中某一个特定规模的光子能量。市场上最常见的单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池都归于单结电池，转化为电能的功率有限。

  既然是使用太阳光能的光伏电池，本应喜爱阳光，但科学家发现，钙钛矿-有机叠层太阳能电池有些“怕光”，即在继续光照下易产生功用衰减，究其原因是“卤素相别离”。

  以往，为了有用匹配底层的有机电池，顶部的钙钛矿有必要在内部添加碘（I）和溴（Br）两种卤素元素。但这两种元素在继续的阳光照耀下“各自为营”，构成一部分区域溴扎堆，另一部分区域碘富集，即卤素相别离现象，导致电池“见光衰”，从而使研制长时间难有打破。

  从本源上处理钙钛矿-有机叠层太阳能电池的短板，是要让其从“惧光”转为“驭光”。通过不断探究，李永舫与孟磊团队规划了一种智能资料——光转化添加剂分子，它可以根据外界光照条件的改动，主动产生化学结构改动，从而在不同阶段发挥不同功用。

  研讨人员规划的这种名为TDB的分子，在太阳能电池中能进行全阶段调控。当太阳能电池在实验室或工厂进行溶液制备和结晶成膜时，TDB表现为初始结构，它强行拖住溴离子快速集合的脚步，让一切离子均匀摆放，从而在电池成膜阶段就构成一块成分散布极为均匀、晶格质量高的钙钛矿薄膜。之后，在电池承受太阳光照耀发电时，TDB又变身为一种“强力胶水”。在阳光照耀下，TDB吸收光能改动为一种全新结构的新分子TAB。重生的TAB可以与钙钛矿外表结合得更结实，杜绝了碘、溴分居的卤素相别离。

  依托这种分子维护，钙钛矿-有机叠层太阳能电池的开路电压创下历史上最新的记载，稳态转化功率到达28.04%，改写了世界纪录。在接连暴晒作业625小时后，电池仍然能保持90%的功用，让本来怕光的叠层电池能继续供能。

  若能逐渐处理大面积功率衰减与长时间稳定性等问题，钙钛矿-有机叠层电池有望首先使用于对分量灵敏的近地卫星、高空无人机等范畴，并进一步拓宽至可折叠野外发电配备、柔性车贴、修建光伏一体化幕墙等场景，为未来“有光即发电”的广泛使用供给或许。