四川
近期，黄维院士团队福建师范大学海峡柔性电子（未来科技）学院王漾教授课题组针对应用在钙钛矿太阳能电池中的交联策略进行详细分析与总结，系统地讨论了交联策略中所涉及到的交联机理、交联条件、交联分子设计以及由此带来的钙钛矿光伏器件性能与稳定性的提升，并展望了交联策略在未来钙钛矿光伏领域商业化应用方面的巨大前景。该工作以“ Cross-linking strategies for efficient and highly stable perovskite solar cells ”为题发表在《Journal of Materials Chemistry C》期刊上。文章的第一作者是福建师范大学海峡柔性电子（未来科技）学院博士生王旭冉，通讯作者是王漾教授和黄维院士。
图1.图文摘要
可交联材料通常是指一类在特定条件下（光照，加热，化学引发）可以发生化学反应形成共价键或通过分子间相互作用而形成具有三维网络结构的化合物。交联后的材料一般具有优异的光/热稳定性、良好的耐溶剂腐蚀性。长久以来，交联材料在传统工程塑料领域被广泛应用，同时在新兴的有机光电领域也展现出可观的应用前景。近年来，随着钙钛矿太阳能电池能量转换效率节节攀升，其被学术界和业界认为是最有可能商业化应用的新一代可溶液加工型光伏技术。然而，在实现钙钛矿电池商业化应用的过程中，稳定性是亟需解决的最关键问题。研究表明，将可交联材料作为添加剂、界面改性材料、电荷传输材料乃至封装材料引入钙钛矿器件中可以钝化钙钛矿活性层缺陷、抑制离子迁移、增强辅助功能层稳定性，同时实现器件的水氧阻隔功效，这对提升电池的性能与稳定性意义重大。
图2. 稳定性影响因素及交联策略
因此，本综述及时地总结了近年来交联策略在钙钛矿电池中的应用发展，主要从以下几个方面展开论述：1）添加剂型分子交联策略；2）界面修饰型分子交联策略；3）交联型电荷传输材料；4）交联型电池封装材料。具体表现为：当交联分子被用作钙钛矿添加剂时能够辅助钙钛矿晶粒生长，减少晶界缺陷，并提升钙钛矿活性层的机械稳定性；当交联分子被用作界面修饰层时能够显著降低界面缺陷，调控能级，改善薄膜表面粗糙度与浸润性，从而减少界面处载流子非辐射复合，提高器件性能；当交联分子被用作电荷传输材料时，其抵抗上层溶剂侵蚀能力大大增强，同时自身的热稳定性、化学稳定性以及机械稳定性也得到进一步提升，这对提升器件整体稳定性至关重要；当交联分子用作封装材料时，由于其质轻、透光率好、环境稳定性高、机械强度高等优势，相较于传统的玻璃封装策略，能够极大减轻太阳能电池模块的重量，并且封装后抗水氧侵蚀的效果显著，能够保证器件在长时间运行下的稳定性。
图3. 交联分子在钙钛矿电池器件中的应用
此外，本综述还对交联分子的化学设计进行了归纳总结，旨在为未来开发交联条件更为温和、交联程度更高、交联后功能性更强的材料提供指导。最后，本综述展望了交联策略应用于钙钛矿电池的发展方向，为未来开发更为高效稳定的交联材料并实现高稳定性的钙钛矿太阳能电池器件提供理论指导。
图4. 交联分子的设计
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/TC/D3TC03183G
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