海大李雄AFM：無溶劑、室溫封裝策略用于鈣鈦礦太陽能電池的無損封裝

發(fā)表時間：2025-10-11 10:07

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主要內(nèi)容

實現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的長期運行穩(wěn)定性，仍是其商業(yè)化進程中的關(guān)鍵障礙。為此，海南大學物理與光電工程學院李雄教授、Rui Guo和Jing Guo等人提出了一種無溶劑、室溫封裝策略，采用專為鈣鈦礦太陽能電池設(shè)計的硫醇-烯點擊光聚合硅氧烷材料（TECP）進行封裝。

TECP在紫外光照射下可快速固化（25℃下<30秒），形成致密、疏水且機械性能優(yōu)異的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，同時具備高光學透明性和極低熱應力。與傳統(tǒng)的基于丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂的紫外光固化膠粘劑不同，TECP表現(xiàn)出強界面粘附性、完全聚合性以及優(yōu)異的化學惰性，且不會釋放殘留單體或溶劑。經(jīng)TECP封裝的器件，其光電轉(zhuǎn)換效率幾乎未發(fā)生變化（封裝前為25.49%，封裝后為25.41%），凸顯了TECP封裝工藝的無害特性。此外，這些器件展現(xiàn)出**的環(huán)境穩(wěn)定性：在濕熱老化1100小時（相對濕度85%，65℃）后，仍能保持初始光電轉(zhuǎn)換效率的91.5%；在250次熱循環(huán)（-40至85℃）后，效率保持率達94.0%。

研究團隊進一步開發(fā)了新型無溶劑封裝材料TECP，專為鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的無損高效封裝而設(shè)計。該材料不僅具有超快速固化特性（25℃下<30秒）、高光學透明性、強光穩(wěn)定性、牢固粘附性以及低水蒸氣透過率，還具備出色的熱穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性。這一封裝策略可有效解決傳統(tǒng)封裝材料因殘留溶劑和/或未反應單體引發(fā)的降解問題。

值得注意的是，采用TECP封裝的基于Cs0.05FA0.95PbI3的鈣鈦礦太陽能電池展現(xiàn)出**的長期穩(wěn)定性：在濕熱老化1100小時（65℃，相對濕度85%）后，初始光電轉(zhuǎn)換效率保持率為91%；在-40至85℃之間進行250次熱循環(huán)后，保持率達94%。通過低溫、快速潤濕和快速固化的工藝，TECP為提升鈣鈦礦太陽能電池的耐久性提供了實用且可規(guī)模化應用的解決方案。該方法不僅延長了器件的使用壽命，更推動了其商業(yè)化進程，有效解決了鈣鈦礦光伏發(fā)展中的關(guān)鍵障礙。