【DT钙钛矿】获悉，Science Advances于4月10日在线发表了南昌大学谈利承和陈义旺等人题为“Homogenizing out-of-plane strain distribution for high-performance flexible perovskite photovoltaics”（均匀化面外应变分布实现高性能柔性钙钛矿光伏器件）的最新研究成果。
柔性钙钛矿太阳能电池（PVSCs）因其轻质和柔韧性，成为下一代光伏技术的有力候选者。近年来，A位阳离子工程与界面工程在缓解晶格应变、提升器件性能方面展现出良好潜力。然而，由非均匀A位掺杂引起的面外应变不均匀性以及富PbI₂表面产生的残余应力，限制了其长期稳定性和机械可靠性。本文中，研究人员证明优化A位掺杂可以降低缺陷密度和微应变，提高组分均匀性。利用截面峰值力定量纳米力学图谱（PF‑QNM）技术，作者实现了钙钛矿层内杨氏模量梯度的直接可视化与定量表征，进而阐明了应变均质化的调控路径。通过引入一种二铵盐间隔基团，在富PbI₂表面原位生成垂直取向的二维钙钛矿中间层，有效释放富PbI₂表面产生的残余应力，促进界面载流子传输，并增强钙钛矿薄膜的机械性能。最终，基于上述策略，在刚性和柔性PVSCs上分别实现了26.59%和25.88%（认证25.55%）的光电转换效率。此外，大面积柔性组件在25平方厘米和100平方厘米面积上分别获得了21.77%和19.23%的优异效率。未封装的柔性器件在2000小时最大功率点跟踪（ISOS-L-1）后仍保持初始效率的97.8%，同时在湿热、热循环和机械测试中表现出卓越的耐久性。这项工作为推进柔性PVSCs的商业化提供了关键基础。面外应变均匀化策略：通过优化A位阳离子（引入MDA²⁺）掺杂，显著降低了缺陷密度和微应变，实现了钙钛矿薄膜中面外应变的均匀分布。PF-QNM纳米力学成像首次直观揭示了应变均匀化路径，杨氏模量梯度从2.34 GPa降至1.34 GPa。
原位二维应力释放层：利用含氧二铵盐（EDOEA）与表面残余PbI₂原位反应，形成垂直取向的二维钙钛矿覆盖层，有效释放残余拉伸应力（转变为均匀压缩应变），同时增强界面载流子传输和机械韧性，使界面断裂能大幅提升。
创纪录效率与超长稳定性：柔性器件实现25.88%（认证25.55%）的效率，25 cm²组件效率达21.77%，100 cm²组件达19.23%。未封装器件在2000小时MPP跟踪后保持97.8%初始效率；在-40°C至85°C热循环500次后保持92.1%；在11,000次极端弯曲（半径4 mm）后仍保持90%以上效率，均为目前报道的最高水平之一。
附：
图1 混合阳离子钙钛矿薄膜中的应变工程与缺陷抑制
图2应力缓释型二维钙钛矿层的制备与表征
图4 柔性钙钛矿太阳能电池的力学稳定性
论文信息
Yang Zhong et al. ,Homogenizing out-of-plane strain distribution for high-performance flexible perovskite photovoltaics.Sci. Adv.12,eaec3238(2026).DOI:10.1126/sciadv.aec3238
