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前言回顾

柔性钙钛矿太阳能电池（pero-SC），由于其在轻型和便携式电子应用中的独特优势已经引起了广泛的关注。并且，随着材料的不断发展，柔性pero-SC的功率转换效率（PCE）已从2.62 %提高到了23.84 %。然而，在粗糙且低热导率的塑料基底上沉积出均匀且高质量的钙钛矿膜是现今面临的巨大挑战。无论是通过翻转钙钛矿膜来改变热处理方法，或是使用诱导全向加热的液体退火技术和恒定的加热场，以实现对钙钛矿膜的快速加热，都具有一定的缺陷。到目前为止，在塑料基底空间方向上对成分不均匀的调节尚未得到解决，但这对于获得有效和稳定的柔性钙钛矿至关重要。

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文献简介

基于此，苏州大学的许桂英、陈海阳和李耀文等人设计并制备出了一种具有羧基、咪唑和氧杂环丁烷基团的交联剂4,5-(3-甲基氧杂环丁烷)二羧酸咪唑 (MZ)，可以用来精确调节塑料基底上钙钛矿膜的空间组成均匀性和残余应变。其中，咪唑中的羰基（C=O）和亚胺（C=N）基团可以与Pb2+进行配位，形成碘化铅（PbI2）膜的介孔支架，并增加形成钙钛矿晶体时所需的活化能（Ea），从而抑制钙钛矿膜顶部区域的阳离子反应，加速其在低温条件下的向下扩散。同时，氧杂环丁烷也与钙钛矿的交联温度相当。此外，填充在钙钛矿晶界中的交联聚合物可以释放钙钛矿膜的机械应力，以增强柔性钙钛矿pero-SC的机械稳定性。由此制备出的面积为0.062 cm2和1.004 cm2柔性pero-SC分别显示出23.94%（经证实为23.57%）和21.87%的超高PCE。并且，在10000次弯曲循环后，设备仍旧可以保留92%的原始PCE，在最大功率点（MPP）跟踪1000小时后，也能保留了95%的原始PCE。

图1. 钙钛矿生长和组成分布的传热调控策略

图2. 钙钛矿薄膜的残余应变和机械应力分布

图3. pero-SC的光伏性能

图4. 传热调节策略对稳定性的影响

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文献总结

总之，该课题组成功设计出了一种功能性交联剂MZ，以减轻塑料基底的延迟传热效应。由此获得的可填充在钙钛矿晶界中的交联聚合物CL-MZ同时也可以释放钙钛矿膜的机械应力。结果表明，使用该方法制备出的0.062 cm2和1.004 cm2柔性pero-SC分别获得了23.94%和21.87%的破纪录PCE。值得注意的是，这些设备显示出超高的弯曲稳定性（n90 > 10000次弯曲循环）和操作稳定性（T95 > 1000小时）。此实验结果为提高柔性pero-SC的效率和耐用性提供了有价值的视角，并且该传热调节策略也将有助于开发出可满足实际应用需求的柔性pero-SCs。相关研究成果最新发表于国际知名期刊《ACS Energy Letters》上，题为“Realizing 23.9% Flexible Perovskite Solar Cells via Alleviating the Residual Strain Induced by Delayed Heat Transfer”。

本文关键词：阳离子；结晶；柔韧性；钙钛矿；塑料

转自：“有机钙钛矿光电前沿”微信公众号

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