柔性钙钛矿太阳能电板(F-PSCs)具有质轻、高功率质料比、与曲面兼容等特有上风，可适用于便携式电子产物、柔性可衣裳开荒以及光伏建筑一体化等界限，能极大弥补传统硬质太阳能电板在欺骗场景上的局限性。然则，F-PSCs在弥远形变经过中仍濒临着清楚性不及的问题。本责任率先记挂了影响F-PSCs清楚性的症结身分601012千股千评，阐述了合理野心钙钛矿吸光层、柔性透明电极以及开发先进封装本事是进步F-PSCs机械清楚性和环境清楚性的伏击路线。同期，本责任能干筹商了内应力工程、晶界修饰、自设立本事以及表界面工程等妙技对钙钛矿薄膜耐弯折性能的影响。终末，系统地分析了卷对卷制造本事在制备大面积F-PSCs的上风和后劲，并进一步推断了大面积F-PSCs在将来营业化欺骗的机遇和挑战。

本文亮点

1. 筹商了将来发展柔性钙钛矿太阳能电板需要贬责的伏击问题：机械清楚性和耐水氧清楚性。

2. 筹商了柔性钙钛矿太阳能电板卷对卷范围化制造本事。

3. 筹商了若何通过均衡柔性透明电极的透过率和电导率已矣高效柔性钙钛矿太阳能电板的症结本事。

推行简介

华中科技大学武汉光电国度筹商中心王鸣魁教讲课题组综述了近些年来高性能柔性钙钛矿光伏器件的发展趋势和中枢问题，能干推敲了影响柔性钙钛矿光伏器件机械清楚性的机制偏激灵验改善妙技。本责任详备先容了柔性钙钛矿光伏器件的最新筹商推崇，包括内应力工程、晶界修饰、自设立计谋和结晶终局等。同期也分析了柔性钙钛矿光伏器件在水氧清楚性以及封装本事方面所濒临的挑战。

图文导读

I 柔性钙钛矿电板的上风和产业化远景

卷对卷制造本事是一种范围化制造大面积F-PSCs的灵验关节。卷对卷制造工艺概况快速、低本钱出产F-PSCs，使其适用于多样可衣裳电子产物、便携式电源等界限。柔性基底对钙钛矿结构器件的轻量化和柔韧性有着伏击的影响。当今，基于超薄柔性衬底制备得到的电板器件功率质料比最高可达23W g ⁻¹ ，远高于现有发电安装的功率质料比。由此可见，柔性F-PSCs将成为开发举座柔性自供电电子产物、大型光伏一体化建筑、可衣裳光伏、车载光伏以及空间航天欺骗的症结。

图1. (a) 卷对卷工艺制造F-PSCs露出图; (b) 不同类型太阳能电板功率质料比; (c) 刚性/柔性PSCs与商用c-Si器件遵循和相应使用寿命方面的比较。

II 柔性钙钛矿电板欺骗中濒临的中枢问题

F-PSCs的产业化欺骗中仍濒临着诸多问题：（1）钙钛矿吸光层耐弯折性不及的问题；（2）柔性透明电极的透过率与电导率不匹配的问题；（3）器件封装关节和症结封装材料登科的问题。

与刚性器件比较，F-PSCs在逶迤经久性和环境清楚性方面仍存在较大差距。钙钛矿低结晶度时常归因于多数晶界的存在，其在半导体中产生深能级舛错态，导致载流子复合加重以及性能的衰减。访佛地，柔性钙钛矿薄膜中存在多数舛错，非凡是在晶界处，这就缩小了F-PSCs的机械清楚性和可靠性。关联筹商者在钙钛矿薄膜结晶处引入可团员的有机分子，通过光团员促使分子在晶界处原位团员，灵验地钝化晶界处舛错，改善其机械清楚性。此外，通过维度工程调控计谋带领钙钛矿薄膜名义原位变成跨晶界的二维钙钛矿，能大幅提高器件的耐弯折清楚性。

图2. (a) 钙钛矿薄膜晶界处的晶体模子; (b) 晶界处交联[6,6]-苯基C61丁氧杂环丁烷酯(C-PCBOD)的原位团员; (c) 钙钛矿薄膜在逶迤轮回后舛错密度的空间散播; (d) 基于水分子带领滋长的二维钙钛矿在三维钙钛矿名义上的晶界改性的露出图; (e) 3D MHP、2-BBAI和4-BBAI薄膜的平均杨氏模量; (f) 二维钙钛矿改善F-PSCs耐弯折性露出图。

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III 钙钛矿电板的柔性电极材料

F-PSCs的机械清楚性除了与钙钛矿吸光层耐弯折性关联除外，具有高导电性的透明电极关于进步F-PSCs的清楚性以及光电性能至关伏击。透明导电氧化物（TCO）、导电团员物、碳纳米材料和金属纳米结构被泛泛用作F-PSC的透明电极。由于透明ITO电极的优异光电性能，时常用于F-PSCs。然则，由于柔性衬底在机械形变经过中，ITO频频会开裂，从而影响其电导率和透过率。为此，将高电导率和高柔性的金属导电汇集、金属纳米线引入F-PSCs中，已矣透明电极的透过率和电导率相匹配，显赫进步器件耐弯折性能。

图3. (a) 柔性/刚性ITO电极电阻随温度变化的筹商; (b) PEN/ITO电极的电阻随曲率半径变化的筹商; (c) 柔性镍网集成的光伏器件露出图; (d) 镍网的微结构; (e) 具有Em-Ag/AgNWs:AZO-SG复合电极的柔性有机太阳能电板露出图; (f) 复合电极的电导率统计终局。

作家简介

李雄杰

本文第一作家

华中科技大学/武汉光电国度筹商中心

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助理筹商员

▍主要筹商界限

（1）柔性钙钛矿光电器件；（2）功能高分子野心与合成。

▍主要筹商遵循

华中科技大学/武汉光电国度筹商中心助理筹商员，在《Nano-Micro Letters》、《Advanced Materials Technologies》、《Advanced Optical Materials》、《ACS Applied Materials & Interfaces》等海外高水平期刊发表SCI论文10余篇。主抓中国博士后科学基金面上神志、入选2022年湖北省博士后翻新筹商岗亭。筹商责任聚焦柔性钙钛矿光伏器件、新式光伏材料以及功能化团员物野心与合成。

王鸣魁

本文通信作家

华中科技大学/武汉光电国度筹商中心

培植

▍主要筹商界限

新动力化学；纳米结构太阳能电板；锂（钠）离子电板。

▍主要筹商遵循

华中超卓学者特聘培植，现担任筹商中心动力光电子功能实验室副主任、湖北省低维光电子材料与器件省要点实验室主任。从事动力化学基础筹商，在界面电荷输运及能量治愈筹商方面获得了一系列突出筹商遵循，发表论文200余篇，授权专利20余项。论文援用2万余次，H指数76。关联遵循产生了伏击海外影响力，是英国皇家化学学会会士（FRSC）、是科睿唯安交叉学科界限群众高被引科学家，爱念念唯尔动力界限、光学工程界限中国高被引学者。获2019年培植部当然科学奖二等奖、2016年度湖北省当然科学奖二等奖、2018年度高档学校科学筹商优秀遵循奖当然科学奖二等奖。获培植部“新世纪优秀东说念主才权术”、湖北省“楚天学者”特聘培植撑抓。

▍Email：mingkui.wang@mail.hust.edu.cn

参考文件：

Xiongjie Li, Haixuan Yu, Zhirong Liu, Junyi Huang, Xiaoting Ma, Yuping Liu, Qiang Sun, Letian Dai, Shahzada Ahmad, Yan Shen, Mingkui Wang*，Progress and Challenges Towards Effective Flexible Perovskite Solar Cells，Nano-Micro Letters (2023)15: 206

https://doi.org/10.1007/s40820-023-01165-8

起原：作家供稿

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