一瓶变色溶液引出的“科学”突破
一瓶变色溶液引出的“科学”突破
手机放在桌上，灯光就能悄悄给它充电；写字楼的玻璃幕墙，既能遮阳又能为整栋楼供电；电动汽车的车顶贴上一层薄膜，就能“边走边充”——这些科幻感十足的场景，距离现实只差一项关键技术的普及：钙钛矿太阳能电池。
作为第三代新型光伏技术，钙钛矿电池理论效率高、制造成本低、应用场景广，让“万物皆可发电”的愿景前所未有地接近现实。然而，产业化路上始终横着一道坎——稳定性。过去，人们总盯着电池“老化”后的性能衰退，却忽略了它在“出生”时就可能已经受伤。
如今，这个被整个行业忽视的“盲区”终于被揭开。香港科技大学（广州）[以下简称港科大（广州）]教授章勇团队与合作者首次发现：钙钛矿电池在制备过程中，界面材料与钙钛矿原料接触便会引发有害化学反应，留下肉眼无法察觉的“先天缺陷”。团队据此找到一剂精准的“解药”，从源头掐断反应，并同步优化导电性能。
从左到右：程生斌、梁政、章勇、李昱亨、鲍玉琪。研究团队供图，下同
8月20日，相关成果发表于《科学》（ Science ）。审稿人评价，该研究“不仅揭示了溶液加工过程中SAM-钙钛矿相互作用的机理，还填补了界面形成认知上的关键空白”，为钙钛矿电池性能优化指明了全新方向。
一瓶“变色”溶液
故事始于一个几乎人人都会忽略的细节。
2025年7月，港科大（广州）BEST Lab实验室里，梁政像往常一样配制钙钛矿前驱体溶液。当他将核心材料——自组装分子层（SAMs）加入原料溶液时，一个微妙的变化发生了：原本透明无色或淡黄色的液体，渐渐变成了更深的黄色，仿佛淡茶里又滴入两滴浓茶。
大多数人面对这种“异常”，往往归因于操作误差或普通杂质，然后继续实验。但梁政没有跳过它，并将发现告诉了章勇。章勇的直觉告诉他，这背后可能藏着一个被领域长期忽视的问题。
“为了弄清溶液变色的原因，我决定一步步追溯实验的微观反应过程。”论文第一作者、港科大（广州）研究助理梁政告诉《中国科学报》，借助液相色谱、核磁共振氢谱等手段，结合理论计算，团队完整还原了隐藏的“损伤”链条：
SAMs薄膜上的磷酸基团带有弱酸性，释放的氢离子会“激活”溶剂DMSO，进而引发碘元素的有害氧化反应，生成大量碘单质（I 2 ）、三碘离子（I 3 - ）及相关杂质。这些杂质混入正在凝固的钙钛矿薄膜，破坏晶体结构，留下大量微观缺陷——既拉低了发电效率，也缩短了电池寿命。