柔性鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化需要在環(huán)境空氣中實現(xiàn)低成本制備，然而鈣鈦礦的吸濕性會破壞其晶相并限制光伏性能。

本文西湖大學(xué)王睿、浙江理工大學(xué)宋立新和熊杰等人提出了一種原位聚合驅(qū)動的動態(tài)中間相轉(zhuǎn)變策略，通過穩(wěn)定碘化鉛膠體并引導(dǎo)鈣鈦礦結(jié)晶動力學(xué)，以減輕水分干擾。具體而言，可聚合小分子配體丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨-丙烯酰胺與PbI?配位形成亞穩(wěn)態(tài)的PbI?-DAC-DMF相，并在原位聚合過程中動態(tài)演化為PbI?-DAC和PbI?-is(DAC)加合物。這種中間相預(yù)生長工程最大限度地減少了不利的PbI?-DMF復(fù)合物，并在成核與晶體生長過程中施加熱力學(xué)和動力學(xué)調(diào)控，促進(jìn)了α相鈣鈦礦的生長。因此，在環(huán)境空氣中制備的經(jīng)過is-DIPT修飾的冠軍柔性器件實現(xiàn)了24.17%(0.092 cm2)和23.26%(1 cm2)的效率。

(資料圖)

此外，得益于柔性聚合物網(wǎng)絡(luò)，聚合后的鈣鈦礦薄膜楊氏模量降低、機械強度提高，在經(jīng)歷2萬次彎曲(曲率半徑6 mm)后仍保持86.7%的初始效率。

研究亮點：

提出原位聚合驅(qū)動的動態(tài)中間相轉(zhuǎn)變策略，通過可聚合配體DAC-AA調(diào)控PbI?膠體與結(jié)晶路徑，顯著抑制有害的PbI?-DMF中間體，促進(jìn)α相鈣鈦礦形成。

在空氣中實現(xiàn)高效率柔性器件，冠軍效率達(dá)24.17%，是目前空氣制備柔性鈣鈦礦太陽能電池的最高效率之一。

增強機械柔性與穩(wěn)定性，聚合物網(wǎng)絡(luò)有效降低薄膜楊氏模量，器件在2萬次彎曲后仍保持86.7%的初始效率，具備優(yōu)異的耐用性。

In situ Polymerization-Driven Dynamic Intermediate-Phase Transition for Active Crystallization Modulation in Air-Processed Flexible Perovskite Solar Cells

Lei Ning, Lixin Song, Xin Yin, Pingfan Du, Wei-Hsiang Chen, Can Cui, Rui Wang, Jie Xiong

First published: 10 November 2025

https://doi.org/10.1002/adfm.202524919

關(guān)鍵詞 太陽能電池