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香港城市大学朱宗龍、高丹鹏,中南大学李博,华中科技大学孙祥浪等研究者指出,在柔性基底上制备低缺陷、高均匀性钙钛矿薄膜一直是柔性光伏领域的核心难题。柔性基底导热系数有限、散热性能不佳,且力学稳定性偏弱,在薄膜制备过程中易产生形变与振动,进而引发溶剂挥发行为失稳,严重制约了高质量钙钛矿薄膜的可控制备,这也是当前柔性钙钛矿太阳能电池(F-PSCs)实现商业化应用的关键瓶颈之一。
为此,该研究团队提出一种均匀加热层流气流淬冷(HLAQ)新策略:通过协同加热并借助多孔结构精准调控温度场与气流分布,有效抑制动力学湍流,优化溶剂挥发动力学行为,解决了传统工艺中溶剂挥发不稳定的核心痛点。该技术可实现基底整面全域的均质传质,将无序的溶剂脱除过程转变为均匀、可控的稳态挥发过程,显著提升薄膜成核同步性与晶粒生长均匀性,最终获得高均匀性、低缺陷密度的钙钛矿薄膜,为柔性基底上高质量钙钛矿薄膜的制备提供了全新思路。
相较于传统工艺传质仅集中于基底中心区域的局限,HLAQ方法的全域均衡传质优势更为突出,可助力钙钛矿快速成核与晶粒规整生长;同时,该制备策略无需使用有毒反溶剂,既可降低实验过程中的化学危害与挥发性污染物排放,又构建了安全、绿色且高效的薄膜制备工艺,契合可持续能源发展目标(SDG 7、SDG 9),为柔性钙钛矿器件的绿色规模化制备奠定了基础。
性能测试表明,基于该工艺制备的钙钛矿器件光电转换效率(PCE)可达24.72%,第三方认证效率为24.00%;器件连续工作1500 h后效率保有率为91.5%,经过10000次弯折循环后效率仍维持91.2%,显著优于当前柔性钙钛矿器件的平均稳定性水平,成功突破了钙钛矿器件效率与柔韧性之间的权衡瓶颈,为柔性光伏技术的实际应用提供了切实可行的技术路径,也为后续柔性钙钛矿器件的性能优化指明了方向。
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文献信息
Sustainablegas-quenchingstrategyenableshigh-efficiencyandstable,flexibleperovskitesolarcells
JianqiuGong、BohongChang、ShuaiLi、FrancescoVanin、ChunleiZhang、ZexinYu、NingWang、DongZhang、BaozeLiu、LiangchenQian、XianglangSun、DanpengGao、BoLi、ZonglongZhu
https://www.cell.com/matter/abstract/S2590-2385(26)00186-4
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