西北工业大学李祯AEL:通过氟化聚酰胺酸晶界封装提升钙钛矿太阳能电池低压稳定性

在低压条件下，钙钛矿材料会从晶界处开始发生不可逆分解，最终导致结构坍塌。

为应对这一挑战，西北工业大学李祯等人开发了一种利用氟化聚酰胺酸进行原位晶界封装的策略。PIF聚合物在晶界处发生原位聚合，形成贯穿钙钛矿的三维聚合物网络，有效阻隔气体释放通道。引入PIF后，钙钛矿质量得到提升，基于PIF的刚性与柔性钙钛矿太阳能电池分别实现了25.28%和24.42%的光电转换效率。该类电池还表现出优异的机械稳定性和热循环耐久性。在0.02 MPa、100 mW/cm²光照条件下，PIF器件的效率衰减率降低约一个数量级。

通过进一步引入ITO顶电极和外部封装，器件在1140小时内仅以0.009%/h的极低速率衰减。

文章亮点：

1. 晶界封装新策略：利用氟化聚酰胺酸在钙钛矿晶界处原位聚合形成三维网络，有效阻隔气体释放路径，显著提升器件在低压环境下的结构完整性。

2. 刚柔并济高效率：刚性器件效率达25.28%，柔性器件达24.42%，兼具优异的机械稳定性（万次弯曲后仍保持93%效率）和热循环耐久性（100次循环后保持85%）。

3. 内外封装协同增效：结合ITO顶电极与外部封装，器件在低压光照下衰减率低至0.009%/h，寿命显著延长，展示出在近空间应用中的巨大潜力。

Grain Boundary Sealing by Fluorinated Polyamide Acid to Enhance the Low-Pressure Stablility of Perovskite Solar Cells

Chunmei Jia, Zhihao Li, Zhenghao Liu, Zhi Wan, Chuanqun Liu, Jishan Shi, Liming Du, Jiayi Xue, Feiwen Rao, Xiangyu Liao, Shangchen Zhang, Xingyu Zhou, Can Li, and Zhen Li

ACS Energy Letters 0, 10

DOI: 10.1021/acsenergylett.5c02583

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsenergylett.5c02583#

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