對(duì)于柔性鈣鈦礦太陽能電池，表面缺陷和水氧侵蝕對(duì)器件的效率和工作穩(wěn)定性造成了不利影響。先前的研究報(bào)道了低維鈣鈦礦材料通過后退火工藝作為鈍化層結(jié)合到器件中。然而，所產(chǎn)生的過量熱能存在誘導(dǎo)鈣鈦礦分解的風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致器件退化。此外，疏水絕緣材料的應(yīng)用是防止水氧侵入的另一種方法。盡管如此，由于難以控制精確的厚度，疏水絕緣材料的引入會(huì)阻隔電池器件的電荷轉(zhuǎn)移和傳輸，降低器件性能。
針對(duì)以上鈣鈦礦太陽能器件中存在的問題，西安交通大學(xué)吳朝新團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種使用可光固化交聯(lián)分在柔性器件中的“內(nèi)封裝”策略。改性層通過羧基（C=O）基團(tuán)與活性層表面相互作用，有效地減少了深淺能級(jí)陷阱，從而抑制了界面復(fù)合。此外，由聚合的界面層改性的鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)出較好的疏水性和防止鉛泄漏的能力，有助于提高器件的穩(wěn)定性。采用這種策略，柔性鈣鈦礦太陽能電池器件的效率分別為20.86% (0.07 cm2)和16.75% (24 cm2)，并具有優(yōu)異的工作穩(wěn)定性和機(jī)械柔韌性。同時(shí)，基于室內(nèi)場(chǎng)景的常見光源環(huán)境，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步驗(yàn)證了柔性模組的優(yōu)越性（在白光和黃光LED的照射下，效率分別為30.73%和26.48%）。
這項(xiàng)工作表明這種溫和內(nèi)封裝的策略可以同時(shí)提高柔性鈣鈦礦模塊的效率和穩(wěn)定性，從而加速柔性鈣鈦礦在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
該項(xiàng)研究工作以“丙烯酸芐酯催化柔性鈣鈦礦太陽能電池及組件的光誘導(dǎo)交聯(lián)聚合”（Photoinduced Cross linkable Polymerization of Flexible Perovskite Solar Cells and Modules by Incorporating Benzyl Acrylate）為題近期發(fā)表于國際期刊《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）。論文第一作者是課題組博士生朱欣怡同學(xué)。董化副教授、吳朝新教授和郗俊特聘研究員為共同通訊作者。西安交通大學(xué)為第一作者單位和唯一通訊作者單位。
吳朝新教授團(tuán)隊(duì)長期研究新型功能材料的“光-電”與“電-光”物理機(jī)制及其器件應(yīng)用如太陽能電池與發(fā)光二極管，近期有多項(xiàng)重要成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（ScienceAdvances）、《焦耳》（Joule）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）、《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）、《德國應(yīng)化國際版》（Angewandte Chemie International Edition）、《納米能源》（Nano Energy）等國際頂級(jí)期刊。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202202408
