硕士研究生伍业勇在Adv. Mater.上发表研究论文
时间: 2024-05-11
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文章来源: 苏州大学可穿戴能源与智能光电器件实验室
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柔性钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)因其高柔韧性、重量轻、可大规模印刷等优点,成为颠覆现有硅基光伏的有希望的技术,引起了广泛关注。然而,其在多次弯曲后器件性能会发生急剧下降,且性能降解机理尚不明确,严重阻碍了柔性pero-SCs的实际应用。本文率先系统地研究了柔性钙钛矿在机械应力下的降解行为,并观察到“破坏”位点(初始裂纹)首先发生在多晶钙钛矿薄膜中,在外力的作用初始裂纹会向下扩展,最终延伸到界面,触发界面剥离裂纹,使得器件性能急剧下降。
为了同时抑制钙钛矿内部的初始裂纹以及界面处的剥离裂纹,本文引入了具有三个立体交联位点的交联分子——季戊四醇三丙烯酸酯(PETA),在器件内部自上而下构筑了“界面-体相”三维立体聚合物网络。研究发现,该网络在降低钙钛矿薄膜杨氏模量,抑制体相初始裂纹的同时,增强了界面韧性,阻碍了界面剥离裂纹的生成。基于PETA所得到的柔性pero-SCs在经历20000次连续弯曲后,仍保持其初始光电转换效率(PCE)的92%。值得注意的是,该聚合物网络结构还能辅助钙钛矿晶粒在柔性衬底上生长,因此柔性器件还表现出24.9%(认证为24.48%)的高PCE。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202403531