近日，来自于罗马第二大学的混合与有机太阳能中心（CHOSE）、ENEA Frascati研究中心、Fraunhofer FEP研究所、吉兰大学和Halocell Europe的研究人员合作展示了首个基于聚碳酸酯基底的柔性钙钛矿太阳能电池，适用于柔性光伏应用。研究团队采用工业兼容的制造方法，生产出效率为13.0%的电池，并在20毫米半径下进行1000次弯曲测试后，依然保持了87%的效率，证明了聚碳酸酯在柔性光伏器件中的可行性。
纯聚碳酸酯薄膜（左）在聚碳酸酯薄膜上制作的四个柔性钙钛矿太阳能电池（右）图源：公开网络
该研究的第一作者Zeynab Skafi指出，通过涂刮法制备的该平面化层不仅提供了所需的溶剂抵抗力，还解决了聚碳酸酯表面的粗糙问题。实验结果显示，暗存储（ISOS-D-1）和热稳定性（ISOS-T-1）测试中，电池的T80值分别为1776小时和144小时。研究团队表示，若能引入超高渗透性屏障，进一步降低水蒸气渗透率，稳定性有望得到更大提升。
与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和萘二甲酸乙二醇酯（PEN）等柔性基底相比，聚碳酸酯具有较高的玻璃化转变温度和低湿度吸收率，同时在可见光范围内的透明度达到90%，与PET的90%和PEN的88.7%相当。尽管聚碳酸酯成本低、轻便、柔性良好，但此前由于溶剂抵抗性差及表面粗糙度高而未被应用于该领域。为了解决这些问题，研究团队采用了平面化涂层技术，将表面粗糙度从1.46微米降至23纳米，并将水蒸气传输率减少了一半，从而大幅提升了溶剂抵抗性，支持了前驱体墨水的沉积。
该柔性钙钛矿电池结构由聚碳酸酯基底、氧化铟锡（ITO）层、氧化锡电子传输层、钙钛矿活性层、Spiro-MeOTAD空穴传输层及金（Au）接触层组成。所有非电极层均在100°C以下的低温溶液工艺中完成，使整个制造过程具备低成本量产的潜力，并能与其他印刷电子元件集成。
研究团队指出，将钙钛矿电池与聚碳酸酯薄膜结合，不仅扩展了光伏应用场景，还推动了柔性太阳能电池在智能窗户、天窗、建筑物、智能数字和ID卡等市场中的发展前景。
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