唐关琦&严锋Adv.Sci.:全面优化实现高效且机械性能优异的超薄柔性钙钛矿太阳能电池

超薄柔性钙钛矿太阳能电池（f-PSC）作为便携式电源极具潜力，但其关键组件（如钙钛矿和透明电极）的刚性给制备带来了挑战。

本研究西南交通大学唐关琦和香港理工大学严锋等人通过多种策略提升超薄f-PSC的机械柔性和光伏性能：首先，在钙钛矿薄膜边界引入低杨氏模量的二维钙钛矿作为润滑剂以释放应力（通过原位TEM表征验证）；其次，使用蔗糖掺杂的导电PEDOT:PSS作为透明电极，提升器件的机械柔性和光伏性能；第三，采用超薄PET基底将中性面移至钙钛矿薄膜内，进一步增强器件的机械柔性。最终，成功制备出效率达21.44%、功率重量比创纪录（47.8 W g⁻¹）的超薄f-PSC。

通过将超薄f-PSC层压于预应变基底上，实现了可拉伸器件，其在拉伸40%时性能仍保持稳定。此外，该f-PSC在室内光强下效率高达36.25%，展现出优异的室内光伏应用潜力。

研究亮点

1. 二维钙钛矿润滑剂：在钙钛矿薄膜中引入PEA₂PbI₄作为润滑剂，显著提升薄膜的机械柔性和载流子寿命，抑制裂纹形成。

2. 高导电柔性电极：蔗糖掺杂的PEDOT:PSS电极兼具高导电性和超强柔韧性，同时优化界面接触，减少非辐射复合。

3. 超薄中性面设计：1.4 μm厚PET基底将中性面移至钙钛矿层内，器件功率重量比达47.8 W g⁻¹，并实现40%拉伸稳定性。

G. Tang, F. Zheng, J. Song, Q. Tai, J. Zhao, F. Yan, Holistic Optimization toward Ultrathin Flexible Perovskite Solar Cells with High Efficiency and Mechanical Robustness. Adv. Sci. 2025, 2415372.

https://doi.org/10.1002/advs.202415372

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