柔性钙钛矿太阳能电池 (F-PSC) 正在成为重量敏感、可穿戴、便携和柔性应用的有前途的解决方案。然而,由于层间附着力弱和应力不匹配,F-PSC 仍然存在机械可靠性差的问题。
在本研究中,陕西师范大学Kui Zhao,刘生忠教授提出了一种成功的方法,即在埋层界面处使用聚丙烯酰胺 (PAM) 夹层来缓解界面应力不匹配,增强界面附着力以消散机械应力,并调节钙钛矿结晶动力学。
文章要点
1)研究人员使用原位掠入射广角散射 (GIWAXS) 观察到从非钙钛矿 δ 相到钙钛矿 α 相、从埋层界面到本体膜的相变,从而协同改善了膜质量和电荷提取。
2)研究人员实现了太阳能电池的效率,0.06 cm² 电池效率为 24.83%(经认证为 24.41%),20 cm² 模块效率为 17.46%,比功率密度高达 1745 W/kg,这些均在各自类别中名列前茅。
3)重要的是,在实际场景中的六种应力条件下,最终的设备表现出显著提高的机械可靠性,在 7000 次弯曲循环后仍能保持 95% 的效率。这种改进的机械可靠性归因于增强的应力耗散能力,这有助于保持结构完整性和电荷提取,这到了 GIWAXS 映射和光电流成像映射的证明。
参考文献
Weilun Cai, et al, Interlayer reinforcement for improved mechanical reliability for wearable perovskite solar cells, Energy Environ. Sci., 2024, DOI: 10.1039/D4EE03503H