德国慕尼黑大学LMU的Aydin研究团队公布了一种创新方法，提升了钙钛矿太阳能电池在剧烈温度变化下的耐久性。该研究由化学与药学系负责人Erkan Aydin博士领导，融合了两种分子技术，旨在强化钙钛矿材料内部的晶粒结构和电池界面，尤其注重改善钙钛矿层与基板之间的结合力。这一进展使得太阳能电池能在低地球轨道（LEO）等严苛热循环环境中维持稳定运作，相关成果已发表于《自然通讯》期刊。

钙钛矿太阳能电池作为下一代光伏技术的潜力选项，具有成本效益和高转换效率的优势，但其机械强度常面临挑战。在低地球轨道等场景中，温度可能在-80到+80摄氏度间快速波动，导致材料膨胀收缩不均，引发应力、裂纹或性能衰退。Aydin团队为此设计了两步分子强化方案，针对电池脆弱部位进行加固。

首先，研究人员在钙钛矿层中掺入α-硫辛酸，这些分子在制备过程中部分聚合，于晶界区域形成网状结构，有助于减少缺陷并增强机械稳固性。其次，团队采用专门开发的分子，如DMSLA（二甲基硫鎓-硫辛酸），来强化电极与钙钛矿层之间的界面，通过硫鎓基团形成牢固化学键。Aydin解释：“这些分子像一个柔性锚定网，确保吸光层与基板集成，适应温度变化并防止分层。”

优化后的钙钛矿太阳能电池效率达到26%，比对照组提升约3%。在-80到+80摄氏度的16次热循环测试后，改进电池保持了84%的初始效率，而参考电池性能下降更显著。实验还显示，热应变持续时间对材料退化影响关键，大部分损伤发生于早期循环阶段。Aydin表示：“这项工作证明，通过针对性处理关键界面和晶界，能有效提升钙钛矿太阳能电池的机械稳定性，推动技术向实际应用迈进。”该技术有望应用于太空飞行、平流层平台及轻量化太阳能模块等极端温度环境。

出版详情：作者：Ludwig Maximilian University of Munich；标题：《Space-grade perovskite solar cells can survive extreme temperature fluctuations》；发表于：《Nature Communications》(2026)；期刊信息：《Nature Communications》。