柔性钙钛矿太阳能电池（f-PSCs）在可穿戴电子、车载集成和物联网设备中具有广阔前景，但其在多样化应用场景下的机械可靠性尚未得到充分理解。实际应用中，f-PSCs可能承受动态弯曲、大曲率与小曲率静态变形等多种应力模式，导致不同微观结构区域应力积累。然而，针对这些场景特异性失效的统一策略仍然缺乏。
本研究香港城市大学Alex K-Y. Jen、西安交通大学Xinyi Zhu、吴朝新和董化等人开发了一种利用两性离子凝胶单体3-(1-乙烯基-3-咪唑)丙烷磺酸盐（VIPS）的原位双区域锚定策略，以应对这一挑战。得益于其磺酸基团与Pb²⁺的强配位作用以及与自组装单分子层的π共轭作用，VIPS能够选择性分布于钙钛矿晶界和埋底界面。经原位聚合后，形成柔性网络，同时释放内部晶格应变和界面应力。这种靶向分布确保在不同变形模式的应力集中区域均能实现有效的机械强化。VIPS修饰的器件在0.11 cm²面积上实现25.45%的效率，在20.21 cm²面积上实现22.47%的效率（认证效率21.45%），在749 cm²面积上实现17.75%的效率。在室内光照条件下，VIPS修饰的柔性器件效率超过40%。优异的机械与环境稳定性进一步验证了该策略的可行性。
这一可扩展策略为柔性钙钛矿研究迈向场景感知型器件设计搭建了桥梁。
研究亮点：
- 提出原位双区域锚定策略，精准强化应力集中区域利用VIPS分子中磺酸基与Pb²⁺的配位作用、咪唑基与界面材料的π共轭作用，实现其在钙钛矿晶界和埋底界面的选择性分布与聚合，形成柔性网络，有效释放多模式应力。
- 实现多尺度高效率记录，涵盖小面积至大面积器件VIPS修饰的柔性器件在0.11 cm²、20.21 cm²和749 cm²面积上分别实现25.45%、22.47%（认证21.45%）和17.75%的效率，在室内光照下效率突破40%，展现了优异的可扩展性与适用性。
- 具备全面机械与环境稳定性，通过多项严苛测试器件在动态弯曲、静态大/小曲率变形、高湿强光等复杂条件下均保持高效稳定，ISOS-L-1与ISOS-D-1测试中效率保持率>90%，铅泄漏率显著降低，具备实际应用潜力。
W. Cai, J. Wang, X. Zhu, et al. “ In Situ Dual-Region Selective Anchoring of Zwitterionic Gel Enables Efficient and Mechanically Durable Flexible Perovskite Solar Cell.” Advanced Energy Materials (2025): e05869.
https://doi.org/10.1002/aenm.202505869
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