武汉大学台启东课题组在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得重要进展

2025/1/20 10:51:09 19950: 来源：武汉大学

摘要：近日，《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表了武汉大学工业科学研究院台启东教授课题组关于柔性钙钛矿太阳能电池的最新研究成果。

　　【仪表网研发快讯】近日，《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表了武汉大学工业科学研究院台启东教授课题组关于柔性钙钛矿太阳能电池的最新研究成果。论文题为“Spontaneous bifacial capping of perovskite film for efficient and mechanically stable flexible solar cell”(《钙钛矿薄膜自发双面覆盖实现高效且机械稳定的柔性太阳能电池》)。武汉大学工业科学研究院金俊君博士为论文的第一作者，武汉大学工业科学研究院台启东、陈志文和北京大学深圳研究生院孟鸿、胡钊等老师为共同通讯作者，武汉大学工业科学研究院为第一署名单位。

　　柔性钙钛矿太阳能电池(F-PSCs)凭借轻量化和机械耐久性的优势，在光伏建筑一体化、便携式及可穿戴电子设备等领域有广阔的应用前景，且在物联网(IoT)领域的室内光伏应用中，也表现出巨大的潜力。因此，开发高效稳定的F-PSCs成为研究热点。然而，由于F-PSCs的钙钛矿薄膜主要由多晶材料构成，其脆性晶界(GBs)在弯曲条件下易产生应力和应变裂纹，从而限制了F-PSCs的性能和稳定性。

　　该研究通过引入4-(甲氧基)苄胺氢溴酸盐(MeOBABr)作为前驱体添加剂，实现了钙钛矿薄膜的原位双面覆盖。自发形成的MeOBABr覆盖层使晶界凹槽(GBG)变平，在弯曲过程中有利于释放晶界的机械应力，从而增强了钙钛矿薄膜的强度和稳定性。同时，覆盖层的形成还释放了薄膜内部的残余应变并有效钝化了其表面缺陷。此外，MeOBABr的分子极性引起钙钛矿表面能带的弯曲，进一步促进了界面电荷的提取和传输。最终，在引入MeOBABr前驱体添加剂下，基于NiOx/PTAA双空穴传输层所制备的倒置F-PSCs，在AM 1.5G光照下光电转换效率(PCE)达到23.72%(认证效率22.9%)，在1000 lux室内光照下PCE高达42.46%，并且器件还表现出优异的弯曲耐久性。

　　该工作得到了国家自然科学基金委的资助以及来自武汉大学科研公共服务条件平台在材料结构表征方面的支持和帮助。同时，该工作也得到了武汉大学刘胜院士、林乾乾教授、西南交通大学唐关琦副研究员、湖北大学李金华教授和中国科学院深圳先进电子材料研究所刘晓伟副研究员等合作者在材料表征测试方面的帮助。