综述：钙钛矿集成器件及多场景应用中的封装技术

《Journal of Energy Chemistry》：Encapsulation for perovskite integrated devices and multi-scenario applications

钙钛矿光伏电池因高效和柔性特性成为第三代光伏技术代表，但其长期稳定性受材料缺陷和外部环境因素共同影响。本文系统分析其降解机制，总结封装技术作为关键策略，通过新型材料（如无机/有机复合封装层）和工艺（如原子层沉积、激光封装）实现机械防护与化学阻隔，并重点探讨柔性穿戴、能源存储、智能光伏窗等多元化场景下的封装方案优化，为产业化提供理论指导和技术路线图。

　　近年来，随着可再生能源需求的不断增长，光伏技术迎来了快速发展，尤其是在太阳能作为清洁和高效能源的全球认可背景下。其中，钙钛矿光伏技术（Perovskite Solar Cells, PSCs）因其优异的光电性能而备受关注，被视为第三代光伏技术的重要代表。钙钛矿材料具备出色的光吸收能力和载流子迁移率，使得PSCs在性能上远超传统的第二代硅基光伏器件。自2009年Miyasaka等人首次在光伏器件中引入有机金属卤化物钙钛矿以来，其光电转换效率（Power Conversion Efficiency, PCE）迅速提升，从最初的3.8%发展到目前的更高水平，展现出巨大的应用潜力。

尽管钙钛矿光伏技术在光电转换效率方面取得了显著进展，但其长期稳定性仍然是制约实际应用的关键瓶颈。钙钛矿材料本身对环境因素高度敏感，容易发生结构分解和化学反应，导致器件性能下降。此外，外部环境如水分、氧气、紫外线辐射、高温以及机械应力等，也会对钙钛矿光伏器件造成严重影响。这些因素不仅影响材料的稳定性，还可能破坏器件的内部结构，从而降低其使用寿命和可靠性。

为了提升钙钛矿光伏器件的稳定性，研究者们提出了多种策略，包括材料层面的优化，如添加剂工程、维度调控、缺陷钝化、形貌优化和界面工程等。这些方法虽然在一定程度上改善了器件的稳定性，但仅靠材料优化难以满足实际应用中复杂的环境条件。因此，先进的封装技术逐渐成为解决钙钛矿光伏器件稳定性问题的重要手段。

封装技术通过构建物理屏障，有效隔离钙钛矿光伏器件与外界环境，从而减少水分、氧气、紫外线等有害因素对器件的侵蚀。同时，封装还能提供机械保护，增强器件在弯曲和震动等物理应力下的稳定性。近年来，封装技术取得了显著进展，不仅提高了钙钛矿光伏器件的使用寿命，还为其实现商业化奠定了基础。尤其是在柔性可穿戴设备、能量存储系统、燃料转换装置、智能光伏窗以及航天设备等多场景应用中，封装技术的应用显得尤为重要。

当前，钙钛矿光伏器件的封装材料和封装技术已经涵盖了多种类型，包括聚合物封装、玻璃封装、金属封装等。其中，聚合物封装因其轻质、柔韧、可大规模生产等优点，成为最具前景的封装方式之一。同时，研究者们也在探索更加先进的封装策略，如多层封装、复合封装以及自修复封装等，以进一步提升封装效果。这些封装技术不仅能够有效延长钙钛矿光伏器件的使用寿命，还能够提高其在复杂环境下的适应能力。

此外，封装技术的标准化和系统化也是推动钙钛矿光伏器件应用的重要环节。相关研究已经总结出多种评估封装性能的测试方法，如加速老化测试、湿度测试、热循环测试等。这些测试方法能够帮助研究者更好地理解封装材料的性能，优化封装策略，提高封装效果。通过这些测试方法，钙钛矿光伏器件的封装性能得到了有效验证，为其实现商业化提供了可靠的依据。

综上所述，钙钛矿光伏器件的封装技术在提升其稳定性和适应性方面发挥着至关重要的作用。未来，随着研究的深入和技术的进步，封装技术有望进一步发展，实现更加高效、可靠的封装效果，从而推动钙钛矿光伏器件在更多领域的应用。同时，工业级封装技术的研发也将成为连接实验室研究与商业化应用的关键环节，为钙钛矿光伏技术的广泛应用提供支持。