許桂英&李耀文AM：自修復疏水埋入界面實現效率達26.38%的耐濕柔性鈣鈦礦太陽能電池

柔性鈣鈦礦太陽能電池（pero-SCs）是硅基光伏的有力補充，但其穩定性尤其在長期潮濕環境下仍遠低于工業標準，這主要是由于水分子可透過柔性塑料基板滲透進入器件。傳統疏水夾層雖能阻隔水分，但通常與極性鈣鈦礦前驅液不相容，因此難以用于鈣鈦礦薄膜下方。

本研究蘇州大學許桂英和李耀文等人提出一種自修復疏水涂層（SHC），該涂層由動態亞胺交聯的超分子聚合物與SiO?納米顆粒復合而成，可作為埋入界面屏障。SHC兼具強疏水性、低水蒸氣透過率和優異的自修復能力，即使經過表面處理和鈣鈦礦沉積仍能保持防護功能。除了抑制水分滲透，SHC還可與PbI?相互作用，調控PbI?層的取向，進而引導鈣鈦礦結晶向致密堆積、殘余PbI?減少和擇優晶向發展。因此，基于SHC修飾的柔性pero-SCs在小面積（0.062 cm2）器件中實現了26.38%的創紀錄效率（認證效率25.74%），在大面積（1.004 cm2）器件中也達到24.80%。

該器件還表現出卓越的穩定性，在85%相對濕度下1000小時后仍保持初始效率的81.18%，并能滿足IPX7級完全浸水防水標準。

研究亮點：

1. 自修復疏水界面：通過動態亞胺鍵交聯的超分子聚合物與SiO?納米顆粒構建的SHC具備超疏水、極低水蒸氣透過率及損傷后自修復能力，可長期維持界面防潮功能。

2. 結晶調控與膜質提升：SHC與PbI?相互作用，引導其垂直取向生長，促進鈣鈦礦形成致密、高取向、低缺陷的薄膜，顯著提升器件光伏性能。

3. 高效率與高穩定性兼具：柔性器件實現26.38%的創紀錄效率（認證25.74%），并在85%濕度下保持超過1000小時的T80壽命，同時通過IPX7防水認證，兼具優異的機械彎曲穩定性。

W. Liu, G. Xu, Y. Wu, et al. “ Self-Healing Hydrophobic Buried Interfaces for Achieving Moisture-Resistant Flexible Perovskite Solar Cells with 26.38% Efficiency.” Adv. Mater. (2025): e19163.

https://doi.org/10.1002/adma.202519163

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