德国斯图加特大学联合多国研究团队在钙钛矿太阳能电池领域取得进展，通过引入光开关分子，同时提升了电池的效率和环境耐受性。该研究成果已发表在学术期刊《自然·能源》上。

钙钛矿太阳能电池被视为具有潜力的光伏技术方向，相比传统的硅基电池，其在保持高效率的同时，生产流程更为简便且成本较低。然而，如何使电池在多变的环境条件下保持稳定运行，仍是该技术走向应用的主要挑战。

研究团队聚焦于“三阳离子”钙钛矿材料，这是一种被业界视为“黄金标准”的材料组合，因其兼具高效率和长期稳定性而受到关注。斯图加特大学光伏研究所所长Michael Saliba教授表示：“我们最近在保护钙钛矿电池免受光、热、湿气和机械应力影响方面取得了显著进展，但使其在变化环境中可靠运行仍是一个课题。”

为解决这一课题，研究人员将目光投向了材料中的“晶界”。晶界如同结构中用于连接的接缝，虽为结构所必需，却也是易受环境侵蚀的薄弱环节。研究团队引入了一种可在光照射下改变形状的“光开关分子”，将其置于晶界处。这种分子能动态调节，起到缓冲作用，吸收材料内部因环境变化产生的张力，从而稳定整个电池结构。

在实验室模拟的真实环境测试中，研究团队验证了改进后材料的性能。实验条件模拟了日照波动和环境因素变化，结果显示：经过光开关分子稳定的钙钛矿太阳能电池，在65摄氏度下连续接受紫外光照射两小时，并在零下40摄氏度至85摄氏度之间经历600次温度循环后，仍保持了超过95%的初始性能，光电转换效率达到约27%。

Michael Saliba教授和论文合著者、来自斯图加特大学的Weiwei Zuo博士表示：“新的材料设计在保持竞争力的性能水平的同时，提高了钙钛矿太阳能电池的运行稳定性和使用寿命，这使其更适合实际应用。”这一研究为钙钛矿太阳能电池的进一步商业化应用提供了技术基础。

此次研究由来自中国、德国、英国、西班牙、意大利和瑞士的研究人员共同完成。

出版详情：作者：Zuhong Zhang等，标题：《光开关异构体在光循环下提高晶界韧性和钙钛矿太阳能电池稳定性的研究》，发表于：《自然能源》 (2026)。期刊信息：《自然能源》