山东大学AM：晶粒空间隔离解耦光致晶格演化以提升钙钛矿太阳能电池稳定性

钙钛矿太阳能电池的长期运行稳定性仍是主要挑战，尤其是由光致晶格动力学引起的光机械不稳定性。

本研究山东大学王亮，刘倩和于伟泳等人开发了一种原位聚合策略，使用单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸盐，在钙钛矿薄膜退火过程中聚合形成柔软的交叉链接聚合物。该聚合物作为晶界隔离层，实现了钙钛矿晶粒之间的物理空间隔离，有效缓解了光致晶格膨胀和应力/应变积累，同时抑制了离子迁移和应变诱导的缺陷演化。系统实验与理论研究表明，P-AMPS 提升了薄膜质量和晶格完整性，显著增强了钙钛矿薄膜的光机械稳定性。采用该方法制备的无甲胺钙钛矿太阳能电池实现了25.78%的光电转换效率。在ISOS-L-1标准下，基于P-AMPS的器件在1500小时连续光照后仍保持83.52%的初始最大功率点效率。

这种基于原位聚合的晶粒空间隔离策略为钙钛矿太阳能电池的商业化提供了新的设计思路。

研究亮点：

1. 原位聚合柔性聚合物实现晶粒物理隔离：
   通过AMPS单体在退火过程中原位聚合形成P-AMPS柔性网络，有效隔离钙钛矿晶粒，缓解光致晶格膨胀与应力积累。

2. 显著提升器件效率与光稳定性：
   无甲胺PSC效率高达25.78%，在1500小时连续光照下仍保持83.52%的初始效率，表现出卓越的长期运行稳定性。

3. 多机制协同增强结构与光电性能：
   P-AMPS不仅作为应力缓冲层，还通过其官能团钝化缺陷、抑制离子迁移，提升结晶质量与载流子寿命。

Z. He, Y. Zhou, T. Kou, et al. “ Decoupling Photoinduced Lattice Evolution via Grain Spatial Isolation for Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e11062.

https://doi.org/10.1002/adma.202511062

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