蘇大李耀文AM：中性面模型封裝膠粘劑問世，柔性PSCs機械穩(wěn)定性創(chuàng)新高！

主要內(nèi)容

蘇州大學李耀文教授、朱健教授和許桂英教授帶領(lǐng)的科研團隊，針對柔性鈣鈦礦太陽能電池（FPSCs）展開深入研究。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)PSCs 功能層在彎曲時會承受較大應(yīng)力，導致結(jié)構(gòu)損壞與光電轉(zhuǎn)換效率降低。為緩解該應(yīng)力，團隊采用將功能層置于器件中心的方式引入中性面（NP）設(shè)計，并用保護層封裝頂部金屬電極。

然而，在多次彎曲循環(huán)測試中，膠粘劑脫落成為關(guān)鍵問題，其潛在機制尚不明確。團隊對中性面柔性鈣鈦礦太陽能電池（NP - FPSC）的膠粘劑脫落行為展開系統(tǒng)分析。結(jié)果顯示，商用膠粘劑因楊氏模量高、粘附強度低，難以承受彎曲產(chǎn)生的層間剪切應(yīng)力，進而引發(fā)膠粘劑與電極的脫落。

為解決此問題，團隊設(shè)計出可交聯(lián)聚合物——丙烯酸酯化異戊二烯橡膠（AIR）。該聚合物具有長線性聚異戊二烯主鏈和丙烯酸酯側(cè)鏈，能提供高柔韌性并減少鏈段運動。在紫外光照射下，AIR 發(fā)生交聯(lián)，形成超低楊氏模量、高粘附強度的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確保保護層與 FPSCs 牢固粘合，成功構(gòu)建穩(wěn)定的 NP - FPSC。

測試表明，所得 NP - FPSC 機械穩(wěn)定性優(yōu)異。在半徑 4 毫米的彎曲條件下，經(jīng) 50,000 次彎曲循環(huán)后，仍能保持初始效率的 92.8%，不僅符合 IEC 62715 - 6 - 3 標準，更遠超該標準，彰顯了研究的**成效。

團隊進一步研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)PSCs 中膠粘劑與電極脫落的根本原因是商用膠粘劑高楊氏模量與低粘附強度，使其無法承受反復彎曲循環(huán)的層間剪切應(yīng)力。而 AIR 在紫外光下形成的堅固致密網(wǎng)絡(luò)，憑借超低楊氏模量和高粘附強度，實現(xiàn)了保護層與 FPSCs 的持久粘合。

這些成果不僅大幅提升了 FPSCs 的機械穩(wěn)定性，還為柔性傳感器、有機發(fā)光器件等其他柔性光電設(shè)備的開發(fā)提供了關(guān)鍵理論支撐和技術(shù)借鑒，有望推動柔性光電領(lǐng)域邁向新高度。

文獻信息

Exclusive Encapsulation Adhesive in a Neutral-Plane Model for Ultrahigh Mechanical Stability of Flexible Perovskite Solar Cells

Tianjiao Zhang, Xiaofeng Pan, Jiajia Li, Xiaohua Tang, Guiying Xu, Xia Lin, Chuanshuai Han, Wen Liu, Tingting Xu, Shihao Huang, Hongyu Mou, Yue Yin, Jialei Zheng, Chen Ju, Jian Zhu, Yaowen Li

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202501776

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