AFM综述:面向极端与新兴应用的稳健钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2025-11-25 14:38:44

钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其轻质、超高功率转换效率和可调光电特性,为超越传统光伏技术的应用提供了前所未有的机遇。这些优势推动了其在太空系统、室内光能采集、聚光光伏以及柔性/可穿戴电子等新兴与极端应用场景中的探索。然而,目前关于PSCs在这些特殊环境中的研究仍较为零散,且对其在耦合外部应力下的耐受机制缺乏深入理解。

本综述北京航空航天大学Haining Chen、东华大学Hailiang Wang、Wei Yan和Meifang Zhu等人首次从应用需求、器件设计原理及钙钛矿材料基础三个层面展开系统性剖析,识别了不同运行环境下的主要降解路径,并评估了极端条件(如高低温、电离辐射、变光照、柔性系统的机械变形)对光伏性能的影响机制。文章进一步探讨了该领域的关键挑战(如长期材料稳定性、界面失效、机械疲劳)与未来方向(如先进降解研究、机器学习辅助材料设计、多功能界面工程、平面-纤维结构演化),旨在为基础理解与应用需求之间搭建桥梁,指导开发适用于下一代关键任务的稳健PSCs。

研究亮点:

  1. 系统性分析极端环境下PSCs的失效机制:首次构建从应用场景→环境应力→降解机制→设计策略的完整框架,涵盖太空、聚光、室内、可穿戴四大前沿方向。
  2. 多因素耦合稳定性研究:深入探讨温度、辐射、光照、机械形变等多重应力耦合作用下的材料与器件行为,提出“自愈合”、“缺陷自消除”等新型稳定策略。


H. Wang, Y. Liu, Y. Xiao, et al. “ Robust Perovskite Solar Cells for Extreme and Emerging Applications.” Adv. Funct. Mater. (2025): e23571.

https://doi.org/10.1002/adfm.202523571

责任编辑:wanqin
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