金属卤化物钙钛矿受软晶格本征属性影响，提升其稳定性成为能否商业化的关键科学问题。目前，关于钙钛矿太阳能电池稳定性的评估仍多数采用ISOS协议，该协议通常只涉及一个或两个特定的环境变量。然而，在实际应用中，钙钛矿太阳能电池历经昼夜循环，该模式涉及多种外界环境变化，例如周期性的光照、温度波动等，使得钙钛矿的降解过程更加复杂。迄今为止，相关机制尚不清楚。

针对上述问题，本工作首先研究了钙钛矿太阳能电池在连续光照和昼夜循环工作模式下的降解行为，发现在昼夜循环模式下温度波动会诱导钙钛矿晶格膨胀收缩，从而产生周期性的晶格应力变化，诱导产生更多深能级缺陷，加速钙钛矿的离子迁移，导致电池性能快速衰减。基于此，本工作设计合成了一系列配体材料来消除晶格应力变化、稳定钙钛矿晶格。其中，苯基氯化硒（Ph-Se-Cl）展现了独特的作用：Ph-Se-Cl在热退火过程中和有机阳离子盐反应形成易挥发物质，优化了钙钛矿的晶体生长动力学，获得了对称性更高、室温稳定的钙钛矿晶格；此外，Ph-Se-Cl和碘化铅反应生成含硒铅酸盐并锚定在晶界处，进一步抑制了光、热诱导的晶格膨胀收缩，消除了晶格应力变化。最终，基于Ph-Se-Cl制备的钙钛矿太阳能电池认证效率高达26.32%。同时，在昼夜循环模式下，器件的T₈₀寿命（器件效率衰减至初始效率的80%所需的时间）显著提高了10倍；基于其它ISOS协议测试的器件稳定性均得到大幅提升。

该工作成功揭示了在昼夜循环工作模式下钙钛矿太阳能电池独特的降解机制，并强调了稳定晶格以增强电池实际工作寿命的必要性。此外，该工作还指出了，针对具有软晶格特性的钙钛矿太阳能电池建立实际应用中的寿命评估方法的重要性，将加速其商业化进程。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08161-x#Sec3