硕士研究生张天骄在Adv. Mater.上发表研究论文
时间: 2025-06-10 发布者: 文章来源: 苏州大学可穿戴能源与智能光电器件实验室 审核人: 浏览次数: 44



柔性钙钛矿太阳能电池(FPSCs)因其优异的光电性能、轻质设计以及高比功率密度,在可穿戴设备、建筑一体化光伏以及移动能源系统等领域具有巨大的应用潜力。然而,在实际应用中,FPSCs在频繁弯曲等机械应力作用下,其功能层易遭受应力破坏,导致结构失效和光电转换效率下降。为缓解这一问题,研究者们引入了中性层(NP)概念,通过将功能层置于器件中心,并在顶部金属电极上通过粘合剂引入保护层来减少弯曲时的应力集中。但即便如此,粘合剂在多次弯曲循环中的脱附问题依然存在,且其背后的机制尚未明确。李耀文教授团队针对这一难题展开了深入研究。他们发现,商业粘合剂因杨氏模量高、粘附强度低,在弯曲过程中难以承受层间剪切应力,从而引发粘合剂与电极之间的脱粘现象。为攻克这一瓶颈,团队设计了一种可交联聚合物丙烯酸酯异戊橡胶(AIR)。该材料具有长线性聚异戊二烯主链和丙烯酸酯侧链,兼具高柔韧性和低链段运动性。在紫外光照射下,AIR能够交联形成稳定的网络结构,具备极低的杨氏模量和高粘附强度,从而确保保护层与FPSCs之间形成牢固的结合,构建出稳定的NP-FPSCs。实验结果表明,采用AIR粘合剂的NP-FPSCs展现出了卓越的机械稳定性。在曲率半径为4毫米的条件下,经过50000次弯曲循环后,其仍能保持初始效率的92.8%,符合国际电工委员会IEC 62715-6-3标准,并刷新了柔性钙钛矿太阳能电池机械稳定性的纪录。这一成果不仅在柔性钙钛矿太阳能电池领域实现了重大突破,更为其他柔性光电子器件的开发提供了宝贵的借鉴,有望推动柔性能源技术的进一步发展和商业化应用。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202501776