2026年2月25日，我院李萌教授在钙钛矿光伏稳定性研究方面取得重要进展。相关成果以Research Article形式发表于国际期刊《Nature Energy》，论文题为“Photoswitchable isomers to improve grain boundary resilience and perovskite solar cells stability under light cycling”。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41560-026-01993-z。

钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells, PSCs）因其高光电转换效率和低成本制造潜力，被认为是下一代光伏技术的重要发展方向。然而，实现器件在真实户外环境中的长期稳定运行仍是其商业化面临的核心挑战。在实际应用场景中，光强与温度随昼夜与季节不断波动，器件长期处于光–热循环耦合应力之下。传统连续光照老化测试难以真实模拟这种动态工况，因此难以充分揭示器件在实际运行条件下的退化机制。本研究系统表明，在包含紫外成分的光照循环条件下，钙钛矿吸光层会在反复光致激发过程中产生应力积累，诱发晶格键断裂与缺陷持续堆积，进而导致晶界碎裂和结构退化。这种“循环诱导损伤机制”是限制器件长期运行稳定性的关键因素之一。

针对这一问题，研究团队提出“晶界韧性增强”策略，在三阳离子铅基钙钛矿晶体的晶界处引入光致异构分子。该分子一方面能够锚定晶界并有效钝化未配位Pb²⁺缺陷，降低非辐射复合损失；另一方面可在trans（E）/cis（Z）构型之间实现可逆光致转变，在循环光照过程中触发动态损伤释放机制，从而抑制晶格键断裂与缺陷累积。该“微尺度应力缓冲”机制有效耗散晶粒间循环应力，稳定钙钛矿晶格结构，显著抑制光诱导畸变及退化路径。在器件性能方面，采用该策略的器件实现27.2%的光电转换效率（认证效率26.9%），在65°C含紫外光照循环2000小时后仍保持初始性能的95%以上，并可承受–40°C至85°C的500次热循环测试。该研究为实现高效率与高稳定性兼顾的钙钛矿光伏器件提供了新的技术路径，对推动钙钛矿光伏的实际应用具有重要意义。

图1（a）光异构分子缓冲晶界示意图；（b）不同钙钛矿薄膜的应变图。

河南大学李萌教授、德国亥姆霍兹Antonio Abate教授、德国斯图加特大学Michael Saliba教授、厦门大学王露瑶副教授和东南大学李桂香教授为论文通讯作者。河南大学博士研究生张祖宏和河南大学朱蕊副教授为论文共同第一作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省自然科学基金和河南省科学技术厅的大力支持。