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有机-无机杂化钙钛矿太阌甉|取得了巨大进展，FAPbI3基钙钛矿太阳能电池能量{换效率已l超q了25%。但׃FAPbI3基钙钛矿相{变温度较高（150摄氏度）Q因而其h更严重的内应力。他们通过化学交联Ҏ实现?span style="font-family:{线;">FAPbI3基钙钛矿薄膜内应力的准确调控。这U化学交联应力调控结晶方法Crosslinking-Enabled Strain-Regulating CrystallizationQCSRCQ通过多种化学交联剂被证明h重要且普适的应力调控的功能?
背景介绍
钙钛矿光伏材料从前聚体的转换需要一定的加热工艺去达成Ş怸l晶实现高品质。由于玻璃基底和钙钛矿薄膜的热膨胀pL的不同，在降温过E中不可避免的生拉伸应力，而钙钛矿内拉应力被证明对钙钛矿的E_性及性能h较大的危宻I因而h们通过应力工程去调节钙钛矿的内应力。目前主要的应力工程Ҏ包括Q退火工艺的l微调控Q以调节热膨胀Q通过界面后处理和电荷传输层来补偿D余拉应变Q通过钙钛矿组分（合金Q工E来调节应变Q包括在钙钛矿前׃中掺杂铯QCsQ和胍（GAQ等。但是，q些Ҏ都存在局限性。例如，退火工艺的调控需要对退火温度和退火步骤进行精控Ӟq增加了刉难度。先前报道的应变补偿Ҏ大部分都是后处理{略Q可以帮助将预Ş成的钙钛矿薄膜的应变在一定程度上q行补偿式释放。对于组分合金工E，掺杂剂完全分散在前体中，q且难以_地调节最需要调控的钙钛矿膜剙-最大晶格畸变区域。本文中Q他们通过在反溶剂中加入化学交联剂成功的实C钙钛矿最大晶格畸变区域应力的_有效调节。这是第一ơ化学交联对钙钛矿应力的调控作用的报道?
本文亮点
1. 本工作中Q他们揭CZ一U通过化学交联_调控钙钛矿应力的Ҏ及其机理研究。他们发现在钙钛矿Ş核过E中q行原位化学交联相比于后处理工艺可以更加有效调控钙钛矿内应力?
2. 通过ҎTMTA分子交联剂与PTMTAQ交联后聚合物）在器件中的，他们清楚的揭CZ化学交联寚w钛矿应力的作用机理?
3. 通过深度剖析QDPQXPSQ他们证明了化学交联剂在反溶剂q程中加入可以更有效的调控薄膜顶部应力（最大晶格畸变区域、应力最多）?
图文解析
在CSRCq程中，TMTA交联在退火结晶过E中提供了原位钙钛矿热膨胀限制和应变调节，q被证明比传l的Q后处理Q应变补偿方法更有效。此外，CSRC ?TMTA 协同实现了多功能性：拉应变的调节、钙钛矿~陷钝化与的开路电?(VOC50 mV增强) 和增大的钙钛矿晶_尺寸?
他们通过化学交联Ҏ实现?span>FAPbI3基钙钛矿薄膜内应力的准确调控。这U应力调控方法具有普适性，多种化学交联剂都被证明了h重要应力调控的功能?/span>
ZCSRC Ҏ制备的?FAPbI3 ?PSC 的效率可?22.39%Q而在对照l的效率仅ؓ 20.29%。更重要的是Q对照组的器件稳定性的不利因素 - D余拉应变Q通过 TMTA 交联被调节ؓ CSRC 钙钛矿薄膜中的压~应变，不仅产生了最佳的效率Q而且E_性大大提?- 在放|超q?4000 时后，器g仍保留初始值的95%?/span>
ȝ与展?/strong>
他们提出的新颖有效的应变调控{略-化学交联应力调控l晶ҎQCSRCQ，以通过原位化学交联和钙钛矿l晶的同步协作来_调节钙钛矿内应力实现高性能钙钛矿光伏电池。本Ҏ可以高效的进行钙钛矿内应力控Ӟ工艺单，钙钛矿薄膜光滑均一无孔z。CSRC不仅改善了钙钛矿的效率，而且大大提高了钙钛矿太阳能电池的寿命和环境稳定性。与对照器g?0.29QPCE相比Q该交联器g昄出更大的晶粒寸、更的~陷和减的非辐复合，从而显著提高VOC和PCE。经CSRC处理的PSCs也表现出优异的稳定性：长期保存4000时后，PCE可以为初始PCE?5Q，在光?248时后可以保持初始PCE?0Q。与传统的应力补偿方法相比，钙钛矿结晶过E中的原位化学交联策略被证明在应力调节方面更加有效。该工作对进一步改q制备更高效率及E_性的钙钛矿光伏电池等光电器g 提供了新的思\?
论文相关信息
W一作者：张恒?
通讯作者：李刚
通讯单位Q香港理工大?
Multi-functional Cross-linking Enabled Strain Regulating Crystallization for Stable, Efficient a-FAPbI3-based Perovskite Solar Cells. Advanced Materials (2021) Article 2008487
相关链接Q?br />
https://doi.org/10.1002/adma.202008487
作者介l?/strong>
张恒? 香港理工大学电子及资讯工E学p?李刚教授Nl?2017U博士生。研I方向ؓ钙钛矿太阌甉| 器g与机理。发表第一作者期刊论?，2 Advanced MaterialsQ? Sci. China Chem.Q? J Energy Chem.
李刚教授Q香港理工大学电子及资讯工程学系Q钟士元爵士可再生能源教授，智慧能源研究院（RISEQ副院长。研I组致力于有机太阌甉|Q钙钛矿太阳能电池等光电子器件的研究。武汉大学空间物理学学士QIowa State University 甉|工程士Q凝聚态物理博士，曾Q加州大学z杉矶分校博士后及研I教授，Solarmer Energy 公司研发副总裁。发表了150余篇论文Q被??千余ơ，H因子75?014-2020汤森路?U维睿安全球高被引科学家Q（Highly Cited ResearchersQ材料科?/span> 2014-2020Q化?2017-18 Q物理学2018。英国皇家化学会QRSCQ，国际光学工程学会QSPIEQ?会士?/span>
Nl网?/strong>
https://staff.eie.polyu.edu.hk/gangli/
https://scholar.google.com.hk/citations?hl=en&user=j3lq2jQAAAAJ&view_op=list_works
