柔性钙钛矿太阳能电池及其产业化

报告人简介：
李耀文，苏州大学研究生院副院长，博士生导师，江苏特聘教授，国家杰出青年基金获得者, 科睿唯安（Clarivate）全球高被引科学家。2005年在吉林大学化学学院获得学士学位，2010年在吉林大学超分子结构与材料实验室获得博士学位。
近年来，以通讯作者身份在Nature, Nature Materials, Nature Energy （3篇）、等高水平杂志上发表SCI论文100余篇；授权中国发明专利10余项，转让7项，与企业广泛开展产学研一体化研究。相关成果获江苏省科学技术奖二等奖（第一完成人，2022）、江苏省高等学校科学技术研究成果一等奖（第一完成人，2021），江苏省行业领域十大科技进展（第一完成人，2023）。获得“国家杰出青年科学基金”、“国家优秀青年科学基金”、“江苏省优秀青年科学基金”、“仲英青年学者”、“苏州市优秀教育工作者”等人才项目和称号。担任中国材料研究学会太阳能材料专业委员会专家成员，中国光学工程学会光电材料与器件专委会委员，Sci. China Chem.青年编委、Wiley纳米旗舰刊Nano Select副主编、Chin. J. Chem.明星编委、江苏省先进负碳技术重点实验室副主任、苏州市化学化工学会理事。

讲座摘要：
柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）具有可赋形、低成本和易剪裁安装等优势，在可穿戴能源、便携式电子产品以及光伏建筑一体化等方面展现出了巨大的市场空间。然而，由于柔性衬底相转变温度低、粗糙度大以及传热性差，使得钙钛矿薄膜等功能层在柔性衬底上生长过程不可控，导致FPSCs的光电转换效率远低于其相应的刚性器件。此外，由于多晶钙钛矿薄膜的高杨氏模量，使得FPSCs在弯曲以及应用过程中极易发生薄膜断裂，导致器件性能的急剧降低，从而限制了其商业化发展。
基于此，我们利用了一系列功能性有机高分子材料，围绕FPSCs关键基础科学问题开展了相关研究工作：1）提出了原位交联诱导钙钛矿生长的新方法，突破了传统生长方法对尺寸及基底强依赖的局限性，获得了世界最高效率之一的FPSCs；2）揭示了柔性钙钛矿薄膜内应力产生的根本原因，通过促进有机阳离子渗透及增加钙钛矿生长活化能调控了钙钛矿结晶动力学，提高了柔性钙钛矿薄膜组分分布的均一性，获得了无晶格应力的柔性钙钛矿薄膜；3）设计合成了可室温自修复的弹性体，在钙钛矿晶界处原位构筑“晶界韧带”，阻隔水氧分子从晶界处渗透的同时，释放机械应力并修复晶界处的机械裂纹，全面解决了FPSCs的稳定性问题。基于上述策略，最终5×5 cm2 和商业尺寸（≥1000 cm2）FPSCs组件效率分别达到20.5%和18.4%，并且器件在弯曲20000次仍能保持原有性能的92%，推动了FPSCs产业化进程。

邀请人：宁志军