本报讯（通讯员姜畔记者葛思佳）利用太阳能发电有望改变我国的能源结构，从根本上解决我国面临的环境问题。5月10日，记者从南京工业大学获悉，该校先进材料研究院秦天石教授团队近期利用一种阴阳离子对材料，对钙钛矿“晶体大厦”的两种“孔洞”进行修复，从多方面、全方位对钙钛矿材料进行缺陷钝化、改变化学性质，从而实现效率和稳定性的二者兼得，相关研究成果日前发表于国际学术期刊《材料》上。

“在碳中和、碳达峰背景下，一种新型的钙钛矿太阳能电池横空出世，提高钙钛矿材料及电池的环境稳定性对于实现钙钛矿太阳能电池商业化至关重要。”秦天石介绍，钙钛矿太阳能电池具有较高的功率转换效率，堪与目前商业化的硅太阳能电池相媲美，但由于其制作工艺简单更加经济、环保，已成为全世界科学家研究的“宠儿”，有望为实现“双碳”目标添砖加瓦。然而，令研究者头疼的是，目前的钙钛矿太阳能电池依然对湿度、温度、光照等环境十分敏感，当钙钛矿太阳能电池暴露在这些环境中极易发生降解，存在稳定性差等突出问题。

“钙钛矿材料如同我们常见的食盐一样，是由阴离子与阳离子共同构成的一种晶体。”秦天石形象地介绍，在微观世界中，这座“晶体大厦”存在着诸多缺陷孔洞，会让外界水汽通过孔洞进入“大厦”内部，随着存水量的不断增加，最终“大厦”将会倒塌。从宏观角度来说，钙钛矿晶体就被分解破坏了。因此科学家研发出各种材料对这座“大厦”的缺陷进行修补，保护它不受外界水汽侵蚀。

秦天石表示，如同阴阳离子共同构成晶体一样，钙钛矿“晶体大厦”也同时存在着阴离子缺陷和阳离子缺陷这两种“孔洞”，之前的国际同行工作都仅对一种“孔洞”进行修补。而他们运用一种阴阳离子对材料，同时对钙钛矿“晶体大厦”的两种“孔洞”进行修复。这样做出来的钙钛矿太阳能电池相比之前报道的效率和稳定性都有大幅的提升。

该校博士研究生王俊淦介绍，这项研究成果，在一个标准太阳光下可以实现超过23%的光电转换效率，非常接近甚至超过了当前商用的硅太阳能电池效率。同时，该阴阳离子的协同作用构建两个防水隔离层，能有效提高钙钛矿太阳能电池的稳定性，从而延长电池的工作时长，在连续光照下实现超过1000小时的环境稳定性。

“通过这项研究，我们用一个策略同时解决多个钙钛矿太阳能电池的痛点，也为尝试制备更大面积的太阳能电池增加了信心，为实现钙钛矿太阳能电池商业化做准备。”秦天石说。

2022年5月13日第03版《江苏科技报》：http://www.jskjb.com/xpaper/news/97282/106936/114113-1.shtml