陕西师范大学牛天启&赵奎AFM：异质界面生长平衡策略实现高效率与机械稳定的柔性钙钛矿太阳能电池

柔性钙钛矿太阳能电池在可穿戴与便携电子领域具有重要潜力，但其机械变形耐受性不足与电荷传输性能欠佳的问题限制了其发展。

本研究陕西师范大学牛天启和赵奎等人通过配体辅助的异质界面生长平衡策略，同步调控异质界面处的成核过程并延长生长窗口，实现了钙钛矿的协同结晶。该方法制备出高质量薄膜，表现为埋底孔洞减少、断裂能提升、残余应力显著降低、弹性顺应性增强，从而本质上增强了钙钛矿材料的机械耐久性。所得柔性器件实现了25.76%的优异光电转换效率，并展现出卓越的弯曲稳定性——在4毫米弯曲半径下经历30,000次弯曲循环后仍保持90%以上的初始效率。值得注意的是，这是在效率≥25.5%的柔性钙钛矿光伏器件中迄今报道的最佳弯曲性能。

本研究还首次在光-机械耦合条件下采用ISOS-LM-1标准评估了柔性器件的运行稳定性。该工作凸显了钙钛矿本征结晶性与机械调控的关键作用，为发展高效且机械稳定的柔性光伏提供了可行路径。

研究亮点：

1. 提出异质界面生长平衡新机制：通过极性可调的芳香二铵配体，同步调控钙钛矿在空气-液体与固体-液体界面的成核与生长动力学，实现跨界面结晶平衡，获得高结晶质量、低残余应力、埋底界面结合牢固的薄膜。

2. 实现钙钛矿本征机械性能显著提升：改性薄膜的杨氏模量大幅降低至1.7 GPa，残余应力仅为1.0 MPa，断裂能提升至6.09 J·m⁻²，表现出优异的柔性与抗裂性能，从根本上增强器件机械耐久性。

3. 高效率与高弯曲稳定性兼得：柔性器件效率达25.76%，并在4 mm半径下经历30,000次弯曲后仍保持>90%效率，首次在光-机械耦合条件下通过ISOS-LM-1标准验证运行稳定性，代表了当前柔性钙钛矿光伏性能的顶尖水平。

X. Chen, T. Niu, Z. Zhang, et al. “ Heterointerface Growth Equilibration Enables High-Efficiency and Mechanically Robust Flexible Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e25744.

https://doi.org/10.1002/adfm.202525744

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