近日，《先進材料》（Advanced Materials）以“Stereoscopic polymer network for developing mechanically robust flexible perovskite solar cells with an efficiency approaching 25%”為題，在線報道了蘇州大學李耀文教授通過自上而下構(gòu)筑“界面-體相”立體聚合物網(wǎng)絡(luò)，同時抑制了柔性鈣鈦礦在彎曲過程中出現(xiàn)的體相裂紋及界面分層，在制備高效、穩(wěn)定柔性鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重要研究進展（DOI: 10.1002/adma.202403531）。
柔性鈣鈦礦太陽能電池（pero-SCs）未來有可能會顛覆硅光伏技術(shù)的應(yīng)用場景。然而，其在多次彎曲后器件性能會發(fā)生急劇下降，且性能降解機理尚不明確，嚴重阻礙了柔性pero-SCs的實際應(yīng)用。在這項研究中，蘇州大學李耀文教授等人率先系統(tǒng)地研究了柔性鈣鈦礦在機械應(yīng)力下的降解行為，并觀察到“破壞”位點（初始裂紋）首先發(fā)生在多晶鈣鈦礦薄膜中，在外力的作用初始裂紋會向下擴展，最終延伸到界面，觸發(fā)界面剝離裂紋，使得器件性能急劇下降。為了同時抑制鈣鈦礦內(nèi)部的初始裂紋以及界面處的剝離裂紋，作者引入了具有三個立體交聯(lián)位點的交聯(lián)分子——季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），在器件內(nèi)部自上而下構(gòu)筑了“界面-體相”三維立體聚合物網(wǎng)絡(luò)。研究發(fā)現(xiàn)，該網(wǎng)絡(luò)在降低鈣鈦礦薄膜楊氏模量，抑制體相初始裂紋的同時，增強了界面韌性，阻礙了界面剝離裂紋的生成。因此，所得到的柔性pero-SCs在經(jīng)歷20000次連續(xù)彎曲后，仍保持其初始光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）的92%。值得注意的是，該聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還能輔助鈣鈦礦晶粒在柔性襯底上生長，因此柔性器件還表現(xiàn)出24.9%（認證為24.48%）的高PCE。
蘇州大學材料與化學化工學部的博士研究生伍業(yè)勇為論文的第一作者，李耀文教授和許桂英副教授為通訊作者。該研究成果得到了國家自然科學基金（52325307，52273188，22075194）等項目資助和蘇州尚柔新能源有限公司支持。
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