华中科技大学郭静&郭睿AFM:无溶剂硫醇-烯光聚合用于钙钛矿太阳能电池的无损封装

来源:知光谷发布时间:2025-10-11 09:40:01

实现长期运行稳定性仍是钙钛矿太阳能电池(PSCs)商业化面临的关键挑战。

本文华中科技大学郭静和郭睿等人提出一种无溶剂、室温封装策略,采用硫醇-烯点击光聚合硅氧烷材料(TECP),专为PSC保护设计。TECP在紫外光下快速固化(25°C下<30秒),形成致密、疏水、机械强度高、光学透明度高且热应力极小的网络。与传统的丙烯酸酯或环氧基紫外固化胶粘剂不同,TECP表现出强界面附着力、完全聚合和优异的化学惰性,且不释放残留单体或溶剂。TECP封装器件的功率转换效率几乎无变化(封装前25.49%,封装后25.41%),凸显了TECP封装过程的温和性。此外,这些器件表现出卓越的环境稳定性,在1100小时湿热老化(85%相对湿度,65°C)和250次热循环(-40至85°C)后,分别保持初始效率的91.5%和94.0%。

这些结果确立了TECP作为一种可扩展且无损的封装解决方案,能有效缓解环境和热降解,推动高效PSCs的实际应用。

文章亮点:

  1. 无溶剂、室温快速无损封装基于硫醇-烯点击光聚合的TECP材料,在25°C、30秒内完成固化,无溶剂残留,封装后器件效率几乎无损失(25.49% → 25.41%),实现真正“无损”封装。
  2. 优异综合性能:强附着力、高疏水性、低WVTRTECP具备强界面附着力(0.61 MPa)、高水接触角(100.6°)、低水汽透过率(0.309 g·m⁻²·day⁻¹),有效阻隔湿氧侵蚀,保护钙钛矿层。
  3. 卓越环境稳定性:湿热、热循环、光老化全面达标封装器件在1100小时湿热老化后保持91.5%初始效率,250次热循环后保持94%,1000小时光照MPP跟踪后仍保持90.7%输出,满足商业化耐久性要求。

S. Li, Y. Li, L. Wang, et al. “ Solvent-Free Thiol-Ene Photopolymerization for Non-Destructive Encapsulation of Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e19377.

https://doi.org/10.1002/adfm.202519377


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