动态键合协同自交联:空气加工原位屏蔽技术实现全周期耐湿钙钛矿太阳能电池

【字体: 时间:2025年08月30日 来源:Advanced Energy Materials 26

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  为解决钙钛矿太阳能电池(PSCs)在制造和运行中易受水分干扰的难题,研究人员开发了具有动态尿素键的热自交联单体TMTBAEM。该单体通过化学拦截水分子、提升钙钛矿结晶度,并在退火时形成晶粒封装网络,实现在40%相对湿度(RH)空气中制备效率达25.57%的器件,且在60±5% RH环境下1500小时后仍保持>80%初始效率,为钙钛矿光电器件全生命周期耐湿性研究开辟新途径。

  

钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其卓越的光电转换效率(PCE)成为光伏研究热点,但制造工艺和运行稳定性始终面临水分干扰的致命弱点。这项研究巧妙设计出含动态尿素键的热自交联单体TMTBAEM,像分子卫士般在钙钛矿器件全生命周期构筑双重防护:动态键合精准捕获水分子,从化学层面阻断水分侵蚀;同时与碘化铅相互作用,显著提升钙钛矿结晶质量。当经历热退火时,TMTBAEM更会"编织"出三维交联网络,如同给钙钛矿晶粒穿上纳米级防护甲。

这种协同策略创造了令人惊艳的耐湿表现——在40%相对湿度(RH)的空气中直接制备的器件效率高达25.57%,突破传统钙钛矿器件对干燥环境的依赖。更引人注目的是,经过晶粒封装处理的器件在60±5% RH高湿环境中历经1500小时老化后,仍坚守>80%初始效率的防线,相当于给钙钛矿电池装上了"防潮保险箱"。该研究通过动态化学键与自交联网络的精妙配合,为开发全天候耐湿钙钛矿光电器件提供了创新范式。

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