研究背景
柔性光伏（PV）器件是光伏领域的重要发展方向，因其在可穿戴设备、便携式设备、室内应用以及物联网中的广泛应用潜力而成为了研究热点。柔性光伏技术的机械柔性和轻量化特点使其能够应用于如服装表面发电、软体机器人电源和弯曲X射线探测器等新兴领域。然而，尽管柔性光伏器件在光电转换效率（PCE）上已经取得了显著进展（超过24%），其在机械柔性评估上的一致性和可重复性仍然存在挑战。各研究团队通常基于选择性参数来评估其“卓越的柔性”，导致了结果的主观性和研究成果之间缺乏客观的对比。
有鉴于此，日本理化学研究所RIKEN的Kenjiro Fukuda，Osbel Almora等在“Nature Energy”上发表了题为“A bending test protocol for characterizing the mechanical performance of flexible photovoltaics”的最新论文。提出了一种统一的协议，用于评估柔性光伏器件在弯曲循环中的PCE表现。该协议建议在1%应变下，经过1000次弯曲循环后测量PCE。
此外，研究人员还提出了一系列良好实践指南，涵盖了弯曲测试程序、封装影响以及测试环境条件（如温度、湿度和光照）的规范。这些研究成果为柔性光伏器件的性能评估和研究结果比较提供了标准化路径，有助于提高实验的可重复性和结果的可靠性。
研究亮点
1）实验首次提出一种在1%应变下、经过1,000次弯曲循环后测量光电转换效率（PCE）的协议，得到了柔性光伏器件在多次弯曲后依然能够保持高效性能的结论。
2）实验通过制定一系列良好实践指南，结果表明这些指南能够有效提高柔性光伏器件测试的规范性和可重复性。具体包括：
a.标准化的弯曲程序，确保不同研究间的可比性。
图文解读
图1:折弯设置。
图2: 样品弯曲。
图3:封装和弯曲。
总结展望
在过去的十年中，柔性新兴光伏器件取得了显著进展。然而，文献中一直缺乏系统的协议来表征机械稳定性并比较器件性能。为解决这一空白，本文强调了通过曲率半径量化应变的重要性，并提供了一些机械稳定性测试的最佳实践建议。我们鼓励在弯曲测试过程中应用均匀的弯曲半径分布，并详细描述弯曲方向，包括样品相对于其接触点和夹紧点的几何结构。还建议在电流方向平行和垂直的弯曲轴方向上进行测试。
本文提出了在1%应变下、经过1,000次弯曲循环前后或过程中测量PCE的协议。表2总结了弯曲循环机械稳定性测试的建议协议，补充数据中还包含了检查表建议。这些协议不仅适用于有机和钙钛矿等主流新兴光伏器件，还适用于任何其他柔性太阳能电池，包括柔性量子点、纳米晶体、黄锡矿和硅电池。此外，上述机械性能表征协议作为初步框架，建议推广至其他柔性光电器件，如光探测器、发光二极管、晶体管、忆阻器和超级电容器。
原文详情：
Fukuda, K., Sun, L., Du, B. et al. A bending test protocol for characterizing the mechanical performance of flexible photovoltaics. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01651-2
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