近日，化学与生物工程学院豆洁学术教授在有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池领域取得最新进展，相关成果以“Cross-Linked Polymer Framework to Release Residual Strain of Perovskite Film by an Atomic Scale”为题发表在顶级期刊ACS Energy Letters上（中科院一区TOP，影响因子：18.2），硕士研究生刘飞虎为独立第一作者，山东科技大学豆洁、唐群委和中国科学院重庆绿色智能技术研究院梅雨涵为本文通讯作者。
成果介绍：
钙钛矿太阳能电池凭借其优异的光电性能、低成本及溶液可加工性，成为光伏领域最具颠覆性的研究方向之一。金属卤化物钙钛矿固有的稳定性差是制约其产业化的重要因素之一，而热诱导残余应变导致的晶格畸变问题尤为突出。
本工作中，开发了一种光诱导原位聚合调节策略，采用PAE和PETMP作为交联剂，聚合单体经紫外光诱导原位聚合在钙钛矿体相中形成三维交联网络。聚合物与PbI₂终端面结合能以及FA⁺的氢键作用能，均强于钙钛矿自身骨架相互作用，使得聚合物与钙钛矿可以实现双锚定作用。此外，光诱导聚合过程与钙钛矿结晶过程同步进行，聚合物梯度分布与薄膜残余应变分布高度匹配，能有效释放薄膜残余应力并抑制离子迁移。该策略的聚合物网络在收缩过程中对晶格施加水平压缩与垂直拉伸力，有效地释放了残余应变，实现了原子尺度到宏观力学性能的协同优化。通过原子级交联释放残余应力策略，钙钛矿太阳能电池最佳器件效率达25.56%，且滞后效应显著降低。未封装器件在85℃氮气环境中连续运行1000小时后仍保持90%的初始效率，远超对照组的62%。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.5c01931
