陕西师范大学赵奎&华北电力大学姚建曦&大连化物所刘生忠/田文明团队最新EES:层间加固可提高可穿戴钙钛矿太阳电池的机械可靠性

文摘   2024-09-18 18:40   瑞士  

柔性钙钛矿太阳能电池 (F-PSC) 正在成为重量敏感、可穿戴、便携和柔性应用的有前途的解决方案。然而,由于层间附着力弱和应力不匹配,F-PSC 仍然存在机械可靠性差的问题。基于此,陕西师范大学赵奎&华北电力大学姚建曦&大连化物所刘生忠/田文明团队提出了一种成功的方法,即在埋层界面处使用聚丙烯酰胺 (PAM) 夹层来缓解界面应力不匹配,增强界面附着力以消散机械应力,并调节钙钛矿结晶动力学,相关成果于2024年9月18日发表于Energy & Environmental Science期刊。使用原位掠入射广角散射 (GIWAXS) 观察到从非钙钛矿 δ 相到钙钛矿 α 相、从埋层界面到本体膜的相变,从而协同改善了薄膜质量和电荷提取。实现了太阳能电池的效率,0.06 cm² 电池效率为 24.83%(经认证为 24.41%),20 cm² 模块效率为 17.46%,比功率密度高达 1745 W/kg,这些效率在各自类别中均名列前茅。重要的是,在实际场景中的六种应力条件下,最终的设备表现出显著提高的机械可靠性,在 7000 次弯曲循环后仍能保持 95% 的效率。这种改进的机械可靠性归因于增强的应力消散能力,这有助于保持结构完整性和电荷提取,这由 GIWAXS 映射和光电流成像映射证明。

论文信息:W. Cai, P. Zou, S. rong, H. Wang, X. Chen, Z. Zhang, Y. wang, C. Liu, T. Yang, T. Niu, S. Jin, W. Tian, J. Yao, S. F. Liu and K. Zhao, Energy Environ. Sci., 2024, DOI: 10.1039/D4EE03503H.
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