山东科技大学日前发布消息称，该校化学与生物工程学院豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得突破性进展，相关研究成果发表在国际学术期刊《Nature Communications》上。
据介绍，钙钛矿太阳能电池因光电性能优异、溶液可加工性强及制造成本低等优势，近年备受关注，其光电转换效率已超过27%，可与晶硅电池媲美。其中，柔性钙钛矿太阳能电池因轻质、可弯折、能量密度高等特点，展现出广阔的应用前景。
如何使钙钛矿层在热循环过程中与聚合物基底形变能力相匹配，是制约其实际应用的关键难题。针对上述挑战，山东科技大学科研团队创新性地提出“错位偶极工程”策略，开发出一种可修复的含氟聚合物弹性体。
与传统的刚性器件晶格固化策略不同，该弹性体经氟化错位偶极子工程改性后，被引入钙钛矿薄膜中，显著增强了晶界韧性，有效缓解了热应力诱发的疲劳裂纹。同时，改性后的薄膜抑制了晶格热膨胀率，提升了器件在复杂环境下的耐受性。
实验结果表明，基于该策略的柔性钙钛矿太阳能电池最高效率达25.54%，对应的刚性器件效率为26.83%。更重要的是，器件在严苛运行条件下展现出卓越的长期稳定性：经历11000次弯曲循环后，光电转换效率仍保持在初始值90%以上；经历500次热循环后，同样保持着极高的效率保持率。
据介绍，上述研究为开发长寿命、高稳定性柔性光伏器件提供了全新思路，有望推动柔性钙钛矿太阳能电池走向实际应用。
