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本網(wǎng)訊（化學(xué)化工學(xué)院）近日，我?；瘜W(xué)化工學(xué)院/高分子及能源化學(xué)研究院陳義旺教授、胡笑添教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海交通大學(xué)顏徐州教授團(tuán)隊(duì)，在柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)受生物“榫卯”結(jié)構(gòu)啟發(fā)，在國(guó)際上率先將“機(jī)械互鎖網(wǎng)絡(luò)”（MIN）聚合物支架應(yīng)用于鈣鈦礦光伏器件，攻克了柔性電池在印刷制備中的關(guān)鍵科學(xué)難題，為其規(guī)?；a(chǎn)與商業(yè)化應(yīng)用開(kāi)辟了新路徑。研究成果于國(guó)際權(quán)威期刊《自然·合成》（Nature Synthesis）上發(fā)表。

面向下一代可穿戴電子、航空航天等領(lǐng)域的能源需求，柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池展現(xiàn)出廣闊前景。然而，在從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化的過(guò)程中，印刷工藝下鈣鈦礦膠體粒子傳輸不均，導(dǎo)致薄膜質(zhì)量與器件性能下降，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

為解決這一難題，我校研究團(tuán)隊(duì)與合作者巧妙設(shè)計(jì)并合成了一種基于輪烷單體的機(jī)械互鎖網(wǎng)絡(luò)（MIN）。將該結(jié)構(gòu)作為添加劑引入鈣鈦礦前驅(qū)體墨水后，可構(gòu)筑穩(wěn)固的三維網(wǎng)絡(luò)框架，如同為鈣鈦礦膠體粒子量身定制的“分子籠”，有效抑制了印刷過(guò)程中粒子的無(wú)序聚集和遷移。在印刷剪切力作用下，這一動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)能夠引導(dǎo)膠體粒子均勻、有序地共沉積至柔性基底上，形成高質(zhì)量、高均勻性的鈣鈦礦晶體薄膜。該技術(shù)不僅顯著提升了器件的光電性能，也極大增強(qiáng)了其機(jī)械柔韌性與長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性?；诖隧?xiàng)技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)采用彎月面涂布印刷工藝制備的柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，實(shí)現(xiàn)了令人矚目的光電轉(zhuǎn)換效率：小面積器件（0.10 cm2）效率達(dá)26.22%，較大面積器件（1.01 cm2）亦達(dá)到24.50%，標(biāo)志著我國(guó)在柔性鈣鈦礦光伏的印刷制備技術(shù)上已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

該研究是我校在面向國(guó)家能源戰(zhàn)略需求的交叉學(xué)科領(lǐng)域取得的又一項(xiàng)標(biāo)志性成果，填補(bǔ)了機(jī)械互鎖材料在柔性能源器件印刷制備中的應(yīng)用空白，為解決柔性鈣鈦礦電池的產(chǎn)業(yè)化瓶頸提供了全新的材料解決方案。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s44160-025-00904-6

審校：許航、涂金鳳、朱文芳、歐陽(yáng)仟