辉达注册未来，太阳能电池板的使用寿命将远超短短数年。美国普渡大学和埃默里大学的研究人员开发出一种方法，能大幅提升下一代太阳能电池的耐久性。

　　长期以来，能源工程师一直将钙钛矿太阳能电池视为比标准硅太阳能电池更便宜、更高效的替代品。这类晶体材料（如卤化物钙钛矿）是极佳的光吸收体，能以令人印象深刻的效率将阳光转化为电能。

　　然而，一个主要障碍始终存在：极端的不稳定性。与硅电池长达数十年的寿命相比，钙钛矿材料的快速降解使其在商业上不可行。

　　在这项新工作中，研究团队提出了一种方法，通过引入定制设计的离子液体来稳定卤化物钙钛矿。这些离子液体是一种即使在低温下也能保持液态的盐，并能与其他材料发生强力相互作用。

　　钙钛矿太阳能电池的结构类似于三明治，具有光活性的吸收层被夹在两个界面层之间。虽然大多数研究人员专注于修复顶表面的缺陷，但这项新工作则针对整个结构。该方法同时清除了材料主体内部的缺陷以及常被忽视的底部被掩埋的界面，确保电池从上到下都保持稳定。

　　我们设计了一种带有乙二醇醚侧链的离子液体——甲氧乙氧甲基-1-甲基咪唑氯化物，它通过协同作用调节钙钛矿的生长并稳定被掩埋的界面，研究论文中解释道。

　　这种定制液体如同脆弱钙钛矿晶体的分子保镖。它与带正电的铅离子结合，填补离子缺失的微小空隙，并保护太阳能电池结构内常被忽视的掩埋界面。

　　当这种液体混入原始的钙钛矿材料时，它能促进晶体更缓慢、更完美地生长，从而形成更大、质量更高、内部缺陷更少的晶粒。

　　此外，该液体会自然地迁移到底部界面，形成一层保护性密封层，防止在层界面处形成缺陷。

　　为此，增强后的太阳能电池被置于极限条件下测试：在高达90°C（194°F）的炙热温度下，接受持续、强烈的阳光照射。这远比典型的测试条件严苛。

　　然而，这些电池表现强劲，在超过1500小时后，仍保持了其初始性能的90%，令人惊叹。

　　掺入MEM-MIM-Cl的太阳能电池实现了25.9%的光电转换效率，并在连续1个太阳光照和90°C热应力下1500小时后，仍保持了初始性能的90%——这超越了此前在更温和老化条件下的基准水平，研究论文详细说明。

　　有趣的是，该技术与工业生产工艺（如能高效大规模生产太阳能板的刮刀涂层法）兼容。

　　据报道，该团队还在完善其分子设计，并使用先进的成像技术，以更好地理解离子液体与钙钛矿之间的化学相互作用。通过申请专利和建立战略性产业联盟，他们的目标是将这些实验室的成功转化为适用于全球能源市场的可扩展解决方案。

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