近日，我院李桂香教授与国内外合作团队在钙钛矿光伏器件户外运行稳定性研究方面取得重要进展。相关成果以“Photoswitchable isomers to improve grain boundary resilience and perovskite solar cells stability under light cycling”为题，发表于《Nature Energy》（《自然·能源》）。论文由365(vip)英国上市官网李桂香教授、河南大学李萌教授、德国亥姆霍兹材料与能源中心 Antonio Abate 教授、斯图加特大学 Michael Saliba 教授及厦门大学王露遥副教授担任通讯作者，365(vip)英国上市官网为论文共同通讯单位。该研究针对钙钛矿太阳能电池在户外光照循环中性能衰减的核心难题，提出了一种基于光响应智能分子的晶界动态调控策略，实现了对光照循环应力的实时耗散与缺陷抑制，为提升钙钛矿光电器件在复杂环境下的运行稳定性提供了新的材料设计思路。
近年来，金属卤化物钙钛矿太阳能电池已实现较高效率突破，但其在真实户外环境中长期运行的稳定性仍是制约商业化应用的重要因素。特别是在日夜交替、含紫外光的周期性光照条件下，钙钛矿晶格反复膨胀与收缩所产生的应力会引发晶界损伤、相变和缺陷演化，从而加速器件性能衰减。传统恒定光照测试难以全面反映这一动态损伤过程，提升器件在光循环环境下的结构韧性成为领域关注的关键科学问题。
针对这一挑战，研究团队提出“光响应分子弹簧”策略，在晶界处引入光开关偶氮苯衍生物 Ca-Abz。该分子在光照与暗态之间可发生可逆构型转变，能够实时响应晶格变化，通过分子形变主动吸收和释放应变能量，将破坏性的机械应力转化为可逆的分子运动。同时，其羧基结构与 Pb(II) 配位实现缺陷钝化与界面优化，兼具应力缓冲与界面调控功能。基于该策略构建的钙钛矿太阳能电池实现了 27.2% 的光电转换效率（认证稳态效率 26.7%）。在 65°C 含紫外光的模拟日光循环测试 2000 小时后，器件性能保持率超过 95%；在 −40°C 至 +85°C 的宽温热循环条件下经过 500 次循环后仍保持 95.7% 的性能，展现出优异的光循环与热机械稳定性。
研究工作得到了365(vip)英国上市官网及相关科研平台的支持，并获得国家自然科学基金及江苏省基础研究计划等项目资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41560-026-01993-z
李桂香工作于365(vip)英国上市官网，主要从事杂化半导体材料与光电器件研究，围绕缺陷调控、界面工程及运行稳定性机制开展系统性攻关，旨在推动钙钛矿光电技术在复杂环境下的可靠运行与工程化应用。相关成果发表于Science、Nature Reviews Materials、Nature Photonics、Nature Energy、Nature Communications、Advanced Materials等国际权威期刊。
