美国匹兹堡大学、韩国科学技术研究院(KIST)和成均馆大学的研究人员解决了在潮湿和炎热环境中快速降解的问题，该问题限制了钙钛矿太阳能电池(PSCs)的寿命和可靠性。
该团队设计了一种聚甲基丙烯酸甲酯-聚氨酯(PMMA-PU)混合物的三维互穿网络( InterPenetrating Network, IPN)结构。IPN 是一种聚合物，由两条或多条不同的聚合物链组成，这些聚合物链至少部分交织在一起，但彼此之间没有共价键合。不同种类聚合物之间的纠缠形成了 IPN 的均匀物理互锁，并且比单个聚合物组件在较宽的温度范围内具有更高的抗周围溶剂溶胀性和更好的机械强度。在最近的工作中，科学家们提出了一种简单的低温包埋策略，用于将三维 IPN-氧化物纳米颗粒复合到 PSCs 上。随后，CeO2纳米颗粒被掺入 IPN 聚合物中，用于 PSCs 设备的封装。IPN 提高了潮湿环境中的机械强度，并减少了由于物理互锁和网络间相互作用而导致的水扩散。
PMMA 和 PU 之间的物理缠结形成了坚固的 IPN 聚合物，随着 PMMA/PU 比例的增加，IPN 聚合物的机械性能逐渐发生变化。这种纠缠还减少了聚合物内的自由体积并抑制了水分子的传输，从而降低了水的扩散系数。此外，CeO2纳米颗粒的加入改变了 IPN 的表面聚合物排列。这反过来又改变了表面润湿性并改变了水分子的渗透途径，从而导致水扩散系数降低。IPN-CeO2 复合材料涂覆在 PSCs 和 PSC-Si 叠层太阳能电池上，并在 85 °C和 85 % 相对湿度下测试了器件的长期稳定性。在816小时的测试中，封装PSCs的光电转换效率(PCE)下降了18 %。
(消息来源：perovskite-info.com, Chemical Engineering Journal)
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