苏州大学科研团队在Science上发表研究论文

近日，苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授团队在《科学》（Science）发表题为“Decoupled self-assembled monolayer and perovskite deposition for efficient flexible solar modules”的研究论文。

柔性钙钛矿光伏是新一代薄膜光伏技术的重要发展方向。该技术以塑料薄膜为基底，可反复弯折、卷曲、裁剪，能与任意异形表面共形贴合，突破了传统晶硅光伏厚重、刚性、仅适配平整表面的应用局限，在便携式能源、低空飞行器、航空航天等领域具有不可替代的战略价值。然而，器件制备面积扩大会直接导致各功能层薄膜均匀性下降，光电转换效率与稳定性随之大幅衰减，已成为制约其走出实验室、实现规模化制备与产业落地的核心挑战。

针对这一国际性难题，团队首次揭示了柔性基底表面羟基脱附与自组装分子锚定之间的动态竞争机制，厘清了长期制约柔性基底界面均匀构筑的关键科学问题。在此基础上，团队提出“解耦自组装单分子层-钙钛矿共沉积”新策略，针对性设计并合成双功能解耦分子BSAI，实现了界面调控与钙钛矿结晶调控的协同统一。一方面促进自组装分子在柔性基底表面致密、均匀锚定，构筑高质量界面层。另一方面有效调控钙钛矿晶体成核与生长过程，从分子层面打通了“大面积界面均匀构筑—高质量钙钛矿成膜—高效器件制备”的关键链条，从源头解决柔性钙钛矿器件面积放大过程中的膜层不均匀问题（图1）。

基于这一原创策略，团队研制的小面积柔性钙钛矿太阳能电池光电转换效率达到26.9%，并获得国内外权威机构认证，刷新柔性钙钛矿太阳能电池光电转换效率纪录。此外，依托苏州大学与苏州尚柔新能源共建的产学研平台，团队持续推进关键技术工程化和产业化验证。所研制的商业化尺寸柔性组件光电转换效率提升至20.2%，并通过国际电工委员会（IEC）二类产品稳定性标准认证，率先应用于便携式充电板、无人机续航等场景（图2）。该工作在分子层面上对自组装分子锚定与钙钛矿结晶之间的竞争性相互作用进行了机制阐述，并为高效稳定商业级柔性组件的制备提供了有效的策略，加速柔性钙钛矿光伏的产业化进程。

文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aef9745