为了加快推动绿色可持续发展，实现“碳达峰、碳中和”目标，大力开发以太阳能为代表的新能源是最有效的途径之一。过去十多年间，钙钛矿太阳电池的能量转换效率从最初的3.8%迅速攀升至目前的26.1%，展现出巨大的实用化前景。尽管钙钛矿太阳电池拥有出色的光电转换性能，然而稳定性问题仍然是制约其走向实用化的重大挑战与瓶颈。在钙钛矿太阳电池中，决定稳定性的主要因素是钙钛矿薄膜质量，因此，研究有效手段来提高钙钛矿薄膜稳定性对于实现器件稳定性提升至关重要。

近期，李美成教授团队采用一种仿生策略有效增强了钙钛矿薄膜及太阳电池的稳定性。受爬墙植物（如爬山虎）启发，在钙钛矿薄膜中引入了一种“爬墙分子”聚六亚甲基胍盐酸盐，该分子可以通过锚定FA+阳离子稳固的覆盖在钙钛矿薄膜晶粒上，实现从退火过程到后续工况下的钙钛矿分解抑制。基于该策略，以TiO2为电子传输层的平面钙钛矿太阳电池达到25.42%的效率（认证效率为25.36%）。此外，即使在恶劣的湿热条件下，钙钛矿薄膜和器件也表现出显著增强的稳定性。钙钛矿太阳电池在1个太阳照射下运行1300小时以及在85%相对湿度下存储1000小时后，电池仍能保持初始效率的96%以上。该仿生策略可以广泛地应用在不同体系及不同方法制备的钙钛矿薄膜及相应器件中，展现出良好的普适性，为解决钙钛矿稳定性的瓶颈问题提供了一种新的思路，为钙钛矿太阳电池的实际应用提供了更多机会。

▲图一 （a）“爬墙分子”稳定钙钛矿薄膜示意图，（b-f）钙钛矿太阳电池光电性能和稳定性表征

2024年6月，该研究工作“Inhibiting perovskite decomposition by a creeper-inspired strategy enables efficient and stable perovskite solar cells”发表在期刊Nature communications上，论文的第一作者是我校博士研究生杜淑贤和青年教师黄浩，论文的通讯作者是新能源电力系统国家重点实验室李美成教授，华北电力大学是论文唯一通讯单位。

该研究工作得到了国家重点研发计划课题、国家自然科学基金等项目资助。

Reference： Du, S., Huang, H., Lan, Z. et al. Inhibiting perovskite decomposition by a creeper-inspired strategy enables efficient and stable perovskite solar cells. Nat Commun 15, 5223 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49617-y

初审：李美琪

复审：张洪

终审：彭跃辉