给阳光“保鲜” 我国层状钙钛矿太阳能电池研究获突破

假如想把食物保存得更久，我们往往会把它做成罐头，其实阳光也可以。

从上个世纪开始，科学家就开始研究阳光罐头太阳能电池及其相关技术以期更好地利用太阳能。但直至今日，各类保鲜技术依然还在探索之中。前不久，西北工业大学黄维院士团队在《自然光子学》发文，报道了高效稳定层状钙钛矿太阳能电池的最新突破性进展。

26岁的晁凌锋是这一成果的第一作者之一。他告诉记者，要把阳光变成阳光罐头，第一步是要把阳光转换成能够储存的状态电。晁凌锋解释，太阳能电池的工作原理是一边接收阳光的能量一边将其转换成电能，然后电能会被输送到储存装置中，供后续使用，因此太阳能电池可以看成是一个光-电转换器。这种神奇的转换器有不少种类，他们研究的，是目前被学术界看好的层状钙钛矿太阳能电池。

黄维院士团队的成员之一，南京工业大学教授陈永华是晁凌锋的导师，他告诉记者，层状钙钛矿电池三维结构看起来有点像魔方，此次研究的重要创新点在于，通过增强层状分子间的作用力，新增了电池的稳定性，在光照下持续工作1000个小时，电池的光电转化性能衰减低于15%。

从以往的层状钙钛矿电池成果来看，一般持续工作500到800个小时，性能就会衰减15%甚至更多。晁凌锋解释，相比之下，此次的成果有效新增了这类太阳能电池的稳定性，延长了它的工作时间，处于世界领先水平。

稳定性有那么重要吗?陈永华说，要做好太阳能电池，许多问题有待突破，稳定性是其中一个很重要的方面，总不能允许电池很快就罢工了，寿命问题一定要考虑。他比喻道，以前层状钙钛矿材料太阳能电池的每一层之间的分子是靠在一起，这种不太紧密的作用力难以对抗水、热以及紫外光等的侵蚀，使层状钙钛矿电池很容易分解罢工;而他们这次想办法让分子紧紧地抱在了一起，从而增强了分子间的作用力，继而新增了电池的稳定性。这项成果让此类太阳能电池距离真正投入使用又迈进了一步。陈永华说。

然而，取得这项成果的过程是相当曲折的。我从研究生一年级就开展了相关研究，直到研究生毕业成果都还没有发表。现正在西北工业大学读博士一年级的晁凌锋告诉记者：真是一直在失败，只有一次成功。

去年夏天来临之前，是他最崩溃的时候。我们的研究成果要送到北京的我国计量院做第三方验证才能发表。明明在实验室里测得都很成功，但到了北京就是测不出来了。晁凌锋知道，世界上还有很多优秀的课题组在攻关这个稳定性的问题，假如自己的成果不能最先发表，就会失去价值。问题出在了检测设备的连接环节，为了解决这个问题，在3个月的时间里，他往北京跑了多次，两度推翻重建检测连接设计，但一直走不出科学的迷宫，同时我还在准备六月份的研究生毕业论文答辩。

比这一切更让他难以接受的是，夏天就要来了。层状钙钛矿材料本身怕热，这意味着，假如不赶在夏天之前做完检测验证，成果的最好性能指标将大打折扣，他们将失去与国际团队竞争的筹码。

虽然，我觉得陈永华老师也已经崩溃了，但他一直鼓励我们，半夜12点多还来实验室和我们交流。最后，在一天夜里，他们走出了迷宫，最后通过了第三方验证。

和夏天赛跑的晁凌锋，终于在这个春天夺得了胜利果实。这一成果的发表不仅是对他意义重大，他说：我看到了这项研究对世界能源领域的价值，所以才会一直坚持。登上顶级期刊之后，他还在继续进行相关研究，我们不仅希望大家认可这项研究，更希望通过这项成果激励更多人投身太阳能领域，这样我们的未来才会更好。