摘要：2025年2月19日，德国亥姆霍兹材料与能源中心Antonio Abate、李桂香、河南大学李萌、西班牙巴斯克大学Jorge Pascual在国际顶级期刊Nature Reviews Materials发表题为《Resilience pathways for

金属卤化物钙钛矿太阳能电池已经实现了与硅光伏（PV）设备相当的功率转换效率，单结设备的效率接近27%。然而，这些设备的耐用性远远落后于它们的性能。

在实际应用中，材料和设备要经受不同强度的温度循环，这些循环由昼夜周期或地理特征驱动。因此，开发能够适应温度循环的设备至关重要。

2025年2月19日，德国亥姆霍兹材料与能源中心Antonio Abate、李桂香、河南大学李萌、西班牙巴斯克大学Jorge Pascual在国际顶级期刊Nature Reviews Materials发表题为《Resilience pathways for halide perovskite photovoltaics under temperature cycling》的研究综述，吴录艳、胡帅锋、杨枫为论文共同第一作者，Antonio Abate、李桂香、李萌、Jorge Pascual为论文共同通讯作者。

李桂香，德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心博士，现为瑞士洛桑联邦理工学院博士后。2019年硕士毕业于济南大学，导师为周伟家教授。近年来，主要从事功能纳米材料、半导体材料和光伏器件等方面的研究。已发表论文40+篇，其中以第一/通讯作者（含共同）发表于Science、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.等期刊多篇。

李萌，河南大学特聘教授，国家级青年人才。1987年生，2012年、2015年获得河南师范大学学士和硕士学位（导师：马恒教授），2018年获得苏州大学博士学位（导师：廖良生教授和王照奎教授），2017年读博期间，赴英国斯旺西大学进行联合培养。2018-2021年在德国赫姆霍兹柏林材料与能源中心（HZB）从事博士后研究工作，合作导师为Antonio Abate教授，2018-2020年期间获得中德计划奖学金（OCPC），中方导师为李永舫院士，2020-2021年在瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的Michael Grätzel教授课题组交流访学。

李萌教授主要从事半导体光伏与发光器件的研究，围绕半导体光电器件与物理，开展钙钛矿光伏器件的研究工作，研究内容主要包括大面积钙钛矿光伏器件与模组，器件界面工程研究，钙钛矿晶体的动力学研究。在Science、Nat. Rev. Mater.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Energy Environ. Sci. 、Angew. Chem.等学术期刊发表论文80多篇，总引用7000余次。

本综述分析了钙钛矿设备在温度循环下的行为。作者讨论了钙钛矿层的晶体结构演变、堆叠层之间的反应和/或相互作用、光伏性能以及光催化的热反应。

作者强调了提高温度循环下稳定性的有效策略，例如通过增强材料结晶性或利用缓冲层来缓解层间热应力。

此外，作者概述了现有的温度循环测试标准和协议，并提出了一种统一的方法，这有助于促进科学和工业研究实验室之间宝贵的交叉研究比较。

最后，作者分享了其对开发具有卓越实际运行稳定性的钙钛矿光伏设备的策略展望。

图1：温度循环对钙钛矿结构的影响

图2：温度对钙钛矿结构的影响

图3：温度循环下器件性能参数的演变

图4：提高热循环下光伏性能的策略

图5：实际昼夜循环下的光伏性能

图6：推荐的温度循环测试曲线

综上，本文探讨了金属卤化物钙钛矿太阳能电池在温度循环条件下的稳定性问题，分析了钙钛矿材料在温度变化下的结构演变、层间相互作用以及光伏性能的变化，并提出了增强其温度循环稳定性的策略。

该研究揭示了温度循环对钙钛矿太阳能电池的多方面影响，包括相变、晶格畸变、层间应力等，并提出了通过改善材料结晶性、引入缓冲层等方法来提高其稳定性。

这些发现为开发能够在实际环境中长期稳定运行的钙钛矿光伏器件提供了理论支持和实践指导，有望推动钙钛矿太阳能电池在地面光伏电站、极端环境应用（如沙漠、极地）以及太空等领域的商业化应用。

Wu, L., Hu, S., Yang, F.et al. Resilience pathways for halide perovskite photovoltaics under temperature cycling. Nat Rev Mater (2025). https://doi.org/10.1038/s41578-025-00781-7

来源：华算科技