钙钛矿太阳能电池（简称PSCs）是当今光伏领域研究前沿，柔性PSCs由于重量轻、可弯曲折叠、表面结构适应性强等优点，能够与户外装备、建筑物、交通运输工具、电子设备等结合，具有广阔应用前景。然而，由缺陷导致的电荷复合造成的严重能量损失，限制了柔性PSCs性能提升。同时，柔性PSCs在应力作用下的机械稳定性问题仍未得到有效解决。近日，大连理工大学化工学院史彦涛教授团队与美国布朗大学Nitin P. Padture教授团队合作，通过表面钝化并运用断裂力学基本原理发展出了一种协同策略，有效解决了以上问题。
大连理工大学史彦涛教授团队最新成果作为封面文章发表于能源类顶级期刊Joule
研究团队通过在3D钙钛矿表面和晶界原位形成低维（LD）钙钛矿，构筑出了一种新型LD/3D结构。该结构中，LD钙钛矿一方面能够有效钝化深能级缺陷并减少电荷复合，显著提升了器件光电转换效率（21%，目前柔性PSCs最高效率之一）和长期稳定性（光照下持续工作800小时仍维持最初效率的90%）；另一方面，LD钙钛矿的存在提高了薄膜的断裂能，有效提升了器件耐弯折性（连续弯折20000次仍维持最初效率的80%）。基于以上新策略，柔性PSCs光电转换效率、工作稳定性与机械稳定性（耐弯折性）获得了同时提升，这为柔性PSCs技术的发展以及未来商业化应用提供了有力支撑。
（A）LD/3D结构原位生长示意图；
（B）LD/3D与传统3D结构柔性PSCs稳态功率输出;
（C）器件光电转换效率分布统计图；
（D）器件的弯曲稳定性能测试结果。
该研究成果以“Flexible perovskite solar cells with simultaneously improved efficiency, operational stability, and mechanical reliability”为题发表在能源类重量级期刊Joule上（Joule, 2021, 5, 1587–1601），并被选为封面文章。大连理工大学博士后董庆顺为论文共同一作（排序第一），大连理工大学为第一作者和第一通讯单位。该研究工作获得了国家自然科学基金面上项目、青年基金，辽宁省自然科学基金，大连市科技创新基金和中国博士后科学基金等资助。
文章链接：
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(21)00200-2
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