由于钙钛矿层的缺陷，机械耐久性和长期运行稳定性是柔性钙钛矿太阳能电池(f-PSC)商业化的关键因素。鉴于此，2023年9月13日宁波材料所李伟&葛子义于EES刊发分子偶极子工程辅助应变释放，用于机械坚固的柔性钙钛矿太阳能电池的研究成果，合成了一系列具有不同分子偶极子的-CN添加剂，包括2'-氟-[1,1'-联苯]-3,5-二甲腈(1F-2CN)、2',6'-二氟-[1,1'-联苯]-3,5-二甲腈(2F-2CN)和2',3',4'-三氟-[1,1'-联苯]-3,5-二甲腈(3F-2CN)。添加剂中的两个-CN基团可以与Pb2+缺陷配位;此外，氟(F)原子可以调节添加剂的偶极矩并与带电的FA+基团形成氢键。因此，添加剂成功缝合了钙钛矿晶界处的缺陷并释放了晶界应力，从而获得了低杨氏模量和高机械柔韧性。同时，添加剂可以削弱载流子和纵向光学声子之间的相互作用，并促进载流子的提取和传输。更重要的是，2F-2CN具有更强的分子偶极子，可以更好地提高柔性钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。因此，基于对照、1F-2CN、2F-2CN和3F-2CN的柔性钙钛矿太阳能电池分别获得了21.87%、23.64%、24.08%和23.30%的显著功率转换效率。迄今为止，24.08%的效率是反式柔性钙钛矿太阳能电池报道的最高效率。受益于完美的钙钛矿薄膜，含有改性添加剂的未封装柔性钙钛矿太阳能电池表现出优异的机械可靠性以及良好的光、热和空气稳定性。工作为-CN添加剂的分子偶极子的缺陷钝化、应力消除和增强钙钛矿薄膜的机械灵活性提供了新的见解。
责任编辑：周末
