Dehnbare Perowskit-Solarzellen mit wiederherstellbarer Leistung

Perowskit-Solarzellen (PSCs) sind eine vielversprechende photovoltaische Technologie für dehnbare Anwendungen aufgrund ihrer flexiblen, leichten und kostengünstigen Eigenschaften. Allerdings führt die Zerbrechlichkeit der Kristalle und die schlechte Kristallinität von Perowskit auf dehnbaren Substraten zu einem Leistungsabfall. Tatsächlich sind Korngrenzfehler die „Achillesferse“ der optoelektronischen und mechanischen Stabilität. Wir integrieren ein selbstheilendes Polyurethan (s-PU) mit dynamischen Oxim-Carbamat-Bindungen als Gerüst in die Perowskitfilme, das gleichzeitig die Kristallinität erhöht und die Korngrenze der Perowskitfilme passiviert. Die dehnbaren PSCs mit s-PU liefern eine stabilisierte Effizienz von 19,15 % mit vernachlässigbarer Hysterese, die vergleichbar ist mit der Leistung auf starren Substraten. Die PSCs können über 90 % ihrer Anfangseffizienz nach 3000 Stunden in der Luft beibehalten, dank ihrer selbstkapselnden Struktur. Wichtig ist, dass die selbstheilende Funktion des s-PU-Gerüsts in situ verifiziert wurde. Das s-PU kann mechanischen Stress abbauen und Risse an der Korngrenze auf mehreren Ebenen reparieren. Die Geräte erholen 88 % ihrer ursprünglichen Effizienz nach 1000 Zyklen bei 20 % Dehnung. Wir glauben, dass diese geniale Wachstumsstrategie für kristalline Halbleiter die Entwicklung flexibler und dehnbarer Elektronik erleichtern wird.