钙钛矿太阳能电池作为清洁能源领域的重要研究方向，其转换效率在实验室环境中已超过26%，与优质硅基电池相当。这类电池具有轻薄、制造成本低的优势，可在低温下通过溶液法打印制备。

然而，氧气在电池内部的残留问题限制了其实际应用。氧气会缓慢破坏钙钛矿晶体结构，导致电池过早失效，难以长期稳定运行。

近期，一项由大邱庆北科学技术院和韩国科学技术院合作的研究，从海洋生物中获取灵感，提出了一种创新解决方案。研究人员在电池内部的关键界面处引入一层超薄牛磺酸，这是一种在章鱼、鱿鱼等海洋生物中发现的天然抗氧化剂，可有效抑制氧气引发的降解反应。

钙钛矿电池中的氧气问题主要源于制造过程中残留的氧分子，以及在光照下形成的超氧化物自由基。这些活性氧物种会破坏钙钛矿的晶体结构，尤其在与二氧化锡层接触的界面处，损伤更为显著。传统的封装技术无法完全阻止这一内部过程。

牛磺酸作为一种含硫氨基酸，具备独特的抗氧化特性。研究显示，它通过两步机制实现保护：首先，其两性离子结构可静电捕获超氧化物自由基，并将其转化为破坏性较低的过氧化氢；随后，牛磺酸能将降解过程中产生的碘转化回稳定形态，中断链式反应，且自身可循环再生。

实验结果表明，经牛磺酸处理的钙钛矿薄膜在紫外光和臭氧环境下，结构保持能力提升约七倍。同时，界面缺陷减少，电子迁移率与电荷载流子寿命显著提高。优化后的电池实现了24.8%的功率转换效率，开路电压达1.18伏，填充因子为83.7%。

研究作者指出：“牛磺酸界面层在提升效率的同时，显著增强了钙钛矿太阳能电池的光照稳定性和运行耐久性。”在测试中，处理后的电池在空气中运行130小时后仍保持80%的初始效率，比未处理电池延长五倍以上；在65°C下运行450小时后，效率保持率达97%。

当前挑战在于将这一技术从实验室推向规模化应用。钙钛矿组件需实现数年而非数月的稳定运行，大规模制造也将面临新考验。研究人员认为，这种基于抗氧化剂的界面工程策略有望拓展至其他材料体系，推动钙钛矿太阳能电池从高效实验器件向实用化、耐用的能源技术转化。

该研究成果已发表于《先进能源材料》期刊。