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鈣鈦礦太陽能電池的長期運行穩定性仍是主要挑戰，尤其是由光致晶格動力學引起的光機械不穩定性。

本研究山東大學王亮，劉倩和于偉泳等人開發了一種原位聚合策略，使用單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽，在鈣鈦礦薄膜退火過程中聚合形成柔軟的交叉鏈接聚合物。該聚合物作為晶界隔離層，實現了鈣鈦礦晶粒之間的物理空間隔離，有效緩解了光致晶格膨脹和應力/應變積累，同時抑制了離子遷移和應變誘導的缺陷演化。系統實驗與理論研究表明，P-AMPS提升了薄膜質量和晶格完整性，顯著增強了鈣鈦礦薄膜的光機械穩定性。采用該方法制備的無甲胺鈣鈦礦太陽能電池實現了25.78%的光電轉換效率。在ISOS-L-1標準下，基于P-AMPS的器件在1500小時連續光照后仍保持83.52%的初始最大功率點效率。

這種基于原位聚合的晶粒空間隔離策略為鈣鈦礦太陽能電池的商業化提供了新的設計思路。

研究亮點：

原位聚合柔性聚合物實現晶粒物理隔離：通過AMPS單體在退火過程中原位聚合形成P-AMPS柔性網絡，有效隔離鈣鈦礦晶粒，緩解光致晶格膨脹與應力積累。

顯著提升器件效率與光穩定性：無甲胺PSC效率高達25.78%，在1500小時連續光照下仍保持83.52%的初始效率，表現出卓越的長期運行穩定性。

多機制協同增強結構與光電性能：P-AMPS不僅作為應力緩沖層，還通過其官能團鈍化缺陷、抑制離子遷移，提升結晶質量與載流子壽命。

Z. He, Y. Zhou, T. Kou, et al. “ Decoupling Photoinduced Lattice Evolution via Grain Spatial Isolation for Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e11062.

https://doi.org/10.1002/adma.202511062

關鍵詞： 太陽能電池