南昌大学，江西师范大学，北京大学，东华大学，沙特阿拉伯达兰沙特阿拉伯国王石油与矿产大学和上海交通大学的科学家受生物互锁机制的启发，在钙钛矿前驱体墨水中合成了机械互锁网络，以构建三维网络固定钙钛矿胶体颗粒，从而抑制打印过程中的颗粒聚集。动态网络能够在剪切诱导流动下实现钙钛矿胶体颗粒的均匀共沉积，产生高质量晶体薄膜，并提升光电性能。使用机械互锁网络掺杂的前驱体墨水制备的柔性钙钛矿太阳能电池表现出优异性能，小型器件（0.10 cm²）实现创纪录的功率转换效率26.22%。
柔性钙钛矿太阳能器件的光伏性能和运行稳定性。a、柔性钙钛矿太阳能电池（PSC）的示意结构。b、柔性PSC的J–V曲线，测试面积为0.1 cm²。VOC，开路电压；FF，填充因子。（消息来源：Nature Synthesis https://doi.org/10.1038/s44160-025-00904-6）
柔性钙钛矿太阳能电池实现了高效的可弯曲能量转换，为下一代可穿戴设备提供可能。然而，从实验室原型向工业规模模块的过渡受到打印过程中钙钛矿胶体颗粒沉积不均的阻碍，导致功率转换效率下降。在本研究中，受到榫卯结构的启发，科学家采用无催化剂缩合反应，将一个装饰有两个乙酰乙酸基团的[2]轮烷单体与两种多胺单体（1,14-二氨基-3,6,9,12-四氧十四烷和三(2-氨基乙基)胺）反应，以生成机械互锁网络（MINs）23,24。通过将MINs引入钙钛矿前驱体墨水中，形成三维（3D）网络，在打印过程中有效地固定钙钛矿胶体颗粒。这确保了胶体颗粒被锁定在溶液中，防止其发生不希望的聚集或迁移。在打印过程中，胶体颗粒通过与MINs的相互作用附着在聚合物网络上。在剪切力作用下，聚合物网络膨胀并促进胶体颗粒在基底上的共同沉积。所形成的均匀3D网络保证了颗粒均匀沉积，这是制备高质量晶体薄膜的关键因素。这种晶体质量的改善不仅提升了器件性能，还显著增强了柔性钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。
采用这种策略通过弯月面涂布制备的柔性PSC小型器件（0.10 cm²）效率达到26.22%，大型PSC（1.01 cm²）效率达到24.50%，表现出卓越的效率水平，大型模块（100 cm²）达到19.44%，同时在长期操作稳定性和机械强度方面也有显著提升。
此外，PSCs在连续光照一千小时且使用最大功率点跟踪的条件下，仍能保持其初始效率的93.9%。本研究为高质量、均匀沉积的柔性光伏器件的发展奠定了坚实基础，推动了印刷制造技术的发展，加速了高性能柔性PSC的商业化进程。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202510/23/50010832.html
