Reversible crosslinking strategy for dynamic strain regulation in inverted perovskite solar cells
图 1：(a) 2 - 甲基丙烯酰氧基乙基硫辛酸酯（MTA）的化学结构及其交联过程；(b) MTA 在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的作用机制；(c) 纯 MTA 及 MTA 修饰钙钛矿（MTA@PVK）交联前后的傅里叶变换红外光谱（FTIR）；(d) MTA@PVK 在 85℃和 25℃条件下的拉曼光谱。
图 2：(a) 钙钛矿薄膜应变示意图；(b) 对照组钙钛矿和 (c) MTA 修饰钙钛矿在一次夜 - 日 - 夜循环中的掠入射 X 射线衍射（GIXRD）图谱；(d) 2θ-sin²(ψ) 线性拟合结果，注：85℃光照代表白天条件，25℃黑暗代表夜晚条件；(e) 新鲜钙钛矿、(f) 对照组老化钙钛矿和 (g) 目标组老化钙钛矿经 5 次昼夜循环后的透射电子显微镜（TEM）图像（比例尺 2nm）。
图 3：(a) 对照组和 (b) 目标组 PSCs 在昼夜循环老化下的瞬态光电压（TPV）曲线；(c) TPV 寿命变化；(d) 对照组和 (e) 目标组 PSCs 的瞬态光电流（TPC）曲线；(f) TPC 寿命变化；(g) 对照组和 (h) 目标组 PSCs 的陷阱态密度（tDOS）拟合结果；(i) 昼夜老化过程中深陷阱密度变化，注：85℃光照 12 小时 + 25℃黑暗 12 小时为一个昼夜循环。
图 4：(a) 对照组和 (b) 目标组钙钛矿薄膜经 15 次昼夜循环前后的离子迁移活化能（Eₐ）；(c) 对照组和 (d) 目标组老化 PSCs 中铅、碘、铜元素的截面能量色散 X 射线（EDX） mappings（比例尺 500nm）。
图 5：(a) 倒置 PSCs 器件结构；(b) 对照组和目标组 PSCs 的电流密度 - 电压（J-V）曲线；(c) 稳定最大功率点输出；(d) 3 个器件在昼夜循环模式下的最大功率点（MPP）跟踪（85℃光照 12 小时 + 25℃黑暗 12 小时），注：误差棒代表标准偏差（平均值 ± 标准差，n=3）。
钙钛矿太阳能电池在昼夜循环条件下降解速度较快，原因是钙钛矿晶格柔软、热膨胀系数高，昼夜交替会使其周期性膨胀收缩，产生周期性应变，进而诱导深缺陷生成、加速离子迁移。
团队提出动态可逆交联策略，引入含二硫键的可交联添加剂 2 - 甲基丙烯酰氧基乙基硫辛酸酯（MTA），其含有的羰基可与铅离子配位锚定在晶界，碳碳双键能促进聚合，二硫键五元环可通过可逆开环 / 关环反应实现交联与解交联切换。MTA 可动态调控钙钛矿应变：白天高温光照时，二硫键开环引发交联形成坚固三维聚合物网络，抑制钙钛矿膨胀；夜晚室温黑暗时，发生关环反应解交联形成柔性线性聚合物，促进钙钛矿恢复，从而缓解周期性应变。
实验结果显示，基于 MTA 的 PSCs 光电转换效率达 26.5%，开路电压 1.19V，填充因子 85.1%，稳定功率输出 26.0%；在昼夜循环模式（85℃光照 12 小时 + 25℃黑暗 12 小时）下，未封装器件经 1800 小时 MPP 跟踪仍保留 95.7% 的初始效率；MTA 有效抑制了应变诱导的深陷阱生成和离子迁移，器件陷阱态密度基本保持稳定，离子迁移活化能无明显变化，钙钛矿晶格在老化后仍能维持均匀间距。
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