钙钛矿太阳能电池作为一种有前景的技术，有望提升太阳能利用效率并降低成本。来自慕尼黑工业大学、卡尔斯鲁厄理工学院、德国电子同步加速器及瑞典KTH皇家理工学院的研究团队，近期揭示了钙钛矿材料在温度波动下性能退化的微观机制，并开发出通过分子“锚点”增强稳定性的策略。

为实现长期气候目标，太阳能电池需具备数十年户外耐久性。钙钛矿电池虽效率高，但面临极端温度变化的挑战，即热循环导致早期退化。慕尼黑工业大学功能材料系主任彼得·米勒-布施鲍姆教授指出：“如果我们希望这些电池安装在每个屋顶上，必须确保它们不仅在实验室表现良好，还能承受季节压力。”其团队已识别不稳定性的微观原因，并设计新策略加固叠层太阳能电池顶层。

在《自然通讯》发表的研究中，第一作者孙坤博士团队通过高分辨率X射线测量，观察到材料在温度波动下晶格“呼吸”现象，发现初始“老化”阶段可致相对性能损失达60%。孙坤博士解释：“材料内部张力变化引发结构改变，这会消耗功率。消除老化是实现长期稳定性的关键。”

在《ACS能源快报》的另一篇论文中，研究人员使用有机分子作为间隔物稳定晶体结构。比较显示，体积更大的PDMA分子作为锚点效果更佳，能显著增强钙钛矿太阳能电池的耐候性。彼得·米勒-布施鲍姆教授总结：“光伏的未来是叠层技术。理解微观机制有助于开发高效耐用、可户外使用数十年的新一代太阳能模块。”

出版详情：作者：Technical University Munich；标题：《Molecular 'anchors' could be key to weather-resistant perovskite solar cells》；发表于：《Nature Communications》(2026)。