同日两篇Sci. Adv.:自修复封装+结晶调控,钙钛矿电池迈向高效+稳定+环保

来源:知光谷发布时间:2025-11-25 14:30:58

1.离子聚集体介导的快速自修复聚合物实现可持续钙钛矿太阳能电池的有效封装

尽管钙钛矿太阳能电池(PSCs)朝着商业化方向迅速发展,但钙钛矿层不稳定且含有有毒的铅。封装是提高PSCs稳定性并抑制铅泄漏的有效策略。然而,户外应用中封装材料的损伤不可避免地会降低封装效果并增加铅泄漏风险。

本文西安交通大学鲁广昊和西北工业大学李炫华等人报道了一种由烷氧基聚乙烯咪唑双(三氟甲磺酰基)酰亚胺(EP)组成的损伤感知与快速自修复封装材料。封装材料中的动态离子聚集体可轻松驱动EP分子链运动,从而实现快速损伤修复,维持器件稳定性并抑制铅泄漏。EP的损伤裂纹在50°C下6分钟内完全自愈。EP封装器件在恶劣天气下表现出超过99%的铅捕获效率。经过1500小时的湿热测试和300次热循环后,EP封装器件分别保持了95.17%和93.53%的初始效率。

Shuangjie Wang et al. ,A rapid self-healing polymer mediated by ion aggregates achieves effective encapsulation of sustainable perovskite solar cells.Sci. Adv.11,eadw1437(2025).

DOI:10.1126/sciadv.adw1437

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw1437

2.双面退火逆转结晶方向实现高效稳定的柔性FACs钙钛矿太阳能模块

甲基铵阳离子的使用使得柔性钙钛矿太阳能模块(f-PSMs)长期不稳定。本文报道了采用无甲基铵的甲脒铯碘化铅(FA₁₋ₓCsₓPbI₃,x ≤ 0.1)制备的柔性p-i-n结构钙钛矿模块,以提升其稳定性。由于f-PSMs的有限退火温度,FA₁₋ₓCsₓPbI₃层与空穴传输层之间的界面空隙严重破坏了薄膜结构连续性。

北卡教堂山黄劲松等人采用双面退火策略应对这一挑战,显著减少了埋底界面处的空隙,获得了晶粒增大、均匀性提升的钙钛矿薄膜。双面退火可将相变方向从传统的自上而下翻转为自下而上,这是由于钙钛矿薄膜上方空气温度更高,促使二甲基亚砜快速蒸发。f-PSMs实现了19.1%的孔径面积效率,并在-40°C至85°C的107次热循环后仅损失约10%的效率。小面积器件在85°C、1个太阳光照下1176小时后仍保持98%以上的初始效率。

Yuqin Zou et al. ,Double-sided annealing to reverse the crystallization direction for efficient and stable flexible FACs-perovskite solar modules.Sci. Adv.11,eadz0962(2025).

DOI:10.1126/sciadv.adz0962

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz0962

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