柔性器件的應力傳導有賴于器件變形對應力的及時消耗。然而，伴隨襯底尺寸的增大，鈣鈦礦光敏層的結(jié)晶速率愈發(fā)難以精確調(diào)控，非均質(zhì)的鈣鈦礦結(jié)晶質(zhì)量滋生了大量缺陷以及孔洞等脆性較大的區(qū)域。因此，作為一類可宏觀調(diào)控鈣鈦礦前驅(qū)體墨水流體性質(zhì)的添加劑，具有多活性基團的聚合物被大量應用于鈣鈦礦前驅(qū)體墨水中以改善柔性大面積鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。同時，聚合物具有出色的柔韌性和應力傳導性，因此可以大幅增強襯底變形時鈣鈦礦薄膜對應力的耐受程度以及傳導能力。然而，基于制備工藝的限制，由聚合物無序沉積而形成的應力累積節(jié)點影響柔性器件力學穩(wěn)定性不達預期也是亟需解決的問題。同時，如何明細以及引導聚合物在鈣鈦礦薄膜中的沉積調(diào)控，一直都是聚合物形貌調(diào)控和能源電池領域尚待解決的問題之一。
圖1 聚合物在印刷中有序沉積設計
圖3 BHSP用于可拉伸鈣鈦礦器件性能的監(jiān)測
為了全面提高可拉伸鈣鈦礦器件的力學穩(wěn)定性，該團隊將BHSP改進工藝同時用于透明電極（圖2）以及鈣鈦礦光敏層（圖3）的印刷制備中。結(jié)果表明，BHSP在印刷制備中對墨水流體的引導沉積有利于聚合物有規(guī)律沉積，從而避免聚合物無規(guī)律分布帶來應力累積節(jié)點的產(chǎn)生。因此，透明電極的均勻性以及機械穩(wěn)定性皆得到了大幅改善，并為可拉伸器件性能提高提供了進一步基礎。此外，聚合物在鈣鈦礦光敏層中的沉積顯著改善了柔性襯底上鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶質(zhì)量，并提高可拉伸器件的光-電學性能。同時，均質(zhì)化的鈣鈦礦薄膜結(jié)晶質(zhì)量明顯減小了由印刷尺寸效應帶來的可拉伸鈣鈦礦器件的效率損失。
圖4 柔性鈣鈦礦薄膜的自修復性能表征
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202301043
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