能源周报：Nat. Mater、JACS、Angew等大合集
温馨提示：本推文包含24篇文献，预计阅读时间约24min，大家挑感兴趣的关注。p.s.文末会附有过去三周周报链接。
1. Adv. Mater. ：促进高能锂离子电池正极材料的反应均质性
传统的富镍正极材料由于其多晶特性和次级颗粒形态，特别是在高温下，在电化学循环过程中会发生反应异质性。尽管对多晶富镍材料的形态演变进行了深入研究，但仍很少讨论其在电极和电池级的实际研究。在此，在工业电极制造条件下，发现了高能全电池中多晶镍富集正极材料的固有局限性。由于其极高的化学机械性能，即使在第一个循环之后，富镍材料也会在高能电极的纵向上降解。富镍材料在电极水平上的这种不均匀降解行为是由于表面侧活性材料的过度利用而引起的，从而导致长期循环过程中出现严重的不均匀电位分布。另外，这种现象连续降低了锂离子的可逆性。因此，考虑到多晶富镍材料的降解，这项研究建议采用坚固的单晶LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2作为可行的替代方法，以有效抑制活性材料的局部过度使用。这样可以稳定高能锂离子电池的电化学性能，其在45°C下经过1000次循环后，证明了其卓越的容量保持率高于80％。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202003040
2. Adv. Mater. ：高能水系锰-金属氢化物混合电池
水系充电电池由于其可靠的安全性和低成本而在大规模储能中显示出广阔的应用前景。然而，开发这种电池系统的关键挑战在于其低能量密度。本文报道了一种高能锰-金属氢化物（Mn-MH）混合电池，其中通过Mn2 + / MnO2沉积-溶解反应操作的锰基正极，吸收和解吸氢的储氢合金负极。使用碱性溶液和质子交换膜分离器。得益于路易斯酸性MnCl2在正极中的高溶解度和高比容量以及金属氢化物负极的低电极电势，这种Mn-MH水系混合电池具有令人印象深刻的电化学性能，其放电电压平稳至2.2 V ，具有约240 Wh kg-1的能量密度（基于5.5 M MnCl2溶液和储氢合金电极系统的总质量），在130个循环中具有良好的循环稳定性以及理想的倍率能力。这项工作演示了实现高性能和低成本水系可充电电池的新策略。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202001106
3. Joule：迈向高压水系电池：高浓度电解液还是低浓度电解液？
基于有机介质的锂离子电池（LIB）的近期事件，例如2013年的波音787电池起火，2016年的Samsung Note 7爆炸以及2019年的Tesla Model S燃烧，对人类健康和生命造成了严重威胁。这提醒我们，安全性是消费性电子产品和电动汽车的下一代可充电电池的重要先决条件。在这种情况下，水系电池在安全操作，低成本，便捷的制造和回收利用以及高功率密度方面提供了巨大的竞争力。我们见证了市场上各种类型的可充电水系电池的繁荣发展，例如基本的Zn-Mn碱性电池，铅酸，镍镉和镍金属氢化物（Ni-MH）电池。这些电池在经济利益，安全性或环境影响方面具有竞争力。但是，由于水系电池的能量密度与主流锂离子电池相比不足，因此市场份额一直在缩小。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S254243512030341X?via%3Dihub
4. Adv. Funct. Mater.：用于高伸缩性锌银可充电电池的Janus电极设计
舒适可穿戴电子设备发展面临的最大挑战之一是可拉伸电源的制造，这种电源本质上是安全的，并且可以在机械伸长下保持其电化学性能。由于其高能量/功率密度和安全性，已经对基于水系电化学的锌银电池进行了可行性研究。然而，这种类型的电池需要新型的电极，该电极可以保证电池的高弹性和稳定的循环特性。在此，提出了一种基于Janus面电极的可拉伸锌银可充电电池，该电极是包含正极和负极的单个电极。带有Janus面的电极表现出良好的机械强度（200％应变时200个循环），并且在伸长状态（100％应变时为2.1Ω）保持高电导率。制造了基于Janus面电极的概念验证可拉伸锌银电池，以展示出色的长期可循环性（200次循环后容量保持率≈90％），这是由于防止了锌枝晶短路的独特的电极配置。此外，可拉伸锌银电池即使在200％的应变下仍可提供稳定的电化学性能，同时保持其功能特性。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202004137
5. Adv. Funct. Mater.：高容量“Sn4P3”/NHC复合电极在乙醚碳酸盐电解质钠离子电池中的应用评价
这项工作报告了通过球磨获得的Sn-P复合材料与掺氮的硬碳（NHC）的简便合成方法，并将其用作钠离子电池（SIB）的电极材料。 “ Sn4P3” / NHC电极（标称成分为“ Sn4P3”：NHC = 75:25 wt％），与基于二甘醇二甲醚的电解质而不是最常用的基于碳酸盐的系统结合使用时，在50 mA g-1的电流密度下可逆容量为550 mAh g-1，并且在500个循环后容量保持在440 mAh g-1（83％容量保持率）。通过电子显微镜和X射线光电子能谱研究了循环的“ Sn4P3” / NHC电极的形貌和固体电解质界面形成。通过原位电化学膨胀法测定，电极在电解后的膨胀仅约12–14％，尽管是转化型存储机制，但仍可为出色的循环寿命提供合理的解释。X射线原位衍射表明放电产物为Na15Sn4。大多数非晶态的Na3P的形成是从整体（电化学）化学反应中衍生的。充电后，观察到形成了单质锡，同时生成了非晶单质磷，该单质磷在随后的循环中与钠可逆地合金化。但是，可以肯定地排除Sn4P3的形成。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202004798
6. Adv. Funct. Mater.：基于氧化石墨炔的高性能可充电Zn-MnO2水系电池
设计材料和结构以改善可充电Zn-MnO2水系电池的性能引起了广泛的兴趣。主要挑战是保留高容量，出色的速率性能和长循环稳定性。本文介绍了氧化石墨炔（GDYO）膜如何赋予Zn-MnO2电池高容量，高倍率性能和长循环稳定性。在50个循环中，在308 mA g-1的电流密度下，改进型电池的比容量高达300 mA h g-1。即使在3080 mA g-1的高电流密度下，这种Zn-MnO2电池在2000次循环中仍显示100 mA h g-1的容量。此外，阐明了GDYO膜的作用和反应机理。GDYO膜允许锌离子的可逆剥离/镀覆在800小时内保持≈100％的库仑效率。因此，据信GDYO膜可确保良好排列的离子传输，从而稳定电极。Zn-MnO2电池的这种可行方法将为制造其他高性能锌离子电池开辟替代途径。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202004115
7、ACS Energy Lett.: 纳米电解质中限制空间尺寸稳定枝晶电沉积
金属在电沉积过程中容易形成不受控制的枝晶形貌，阻碍了安全可靠的金属电池的发展。如果电解液的机械模量与金属的机械模量高度相关，或者导电通道仅限于纳米尺度，则多相纳米结构电解质可抑制枝晶生长。聚合物纳米结构中电沉积的直接可视化和分析阐明了抑制枝晶生长的结构-性能关系和机理。研究者们在非导电聚合物的背景下，在共面电极上制备了由聚合物电解质纳米通道组成的精确结构的多相薄膜。该器件能够通过扫描电子显微镜成像和分析作为通道宽度函数的电沉积行为。他们发现，电沉积仅限于单个的导电通道中，并且在宽度小于特征枝晶形核尺寸的通道中，枝晶形貌的径向传播受到抑制。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c01543
8、ACS Energy Lett.: 优化的MOFs界面相容性使高性能准固态金属电池成为可能
金属有机骨架（MOF）作为潜在的固体电解质（SEs）已引起广泛关注。但是，由MOF颗粒、聚合物粘合剂和电极之间的物理接触引起的基于MOF的SE的界面相容性尚未完全设计。本文介绍了一种旨在在界面处建立离子传输途径的生物启发设计策略。MOF到MOF的运输路径是通过环氧化物的原位开环反应建立的，类似于在细胞壁上进行离子运输的蛋白质分子。经过优化，所获得的SE在30°C时具有出色的1.81×10-3 S cm-1离子电导率，4.7 V的宽电化学窗口，0.8的高Li+转移数和降低的界面电阻。因此，与没有界面优化的电池相比，所制造的准固态金属电池具有更高和更稳定的循环性能。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c01517
9、Nat. Mater.: 原位磁力分析显示过渡金属氧化物锂离子电池的额外存储容量
在锂离子电池（LIB）中，许多有前途的基于过渡金属氧化物的电极均显示出超出其理论值的异常高存储容量。尽管已经广泛报道了这种现象，但是这种材料中潜在的物理化学机理仍然难以捉摸，仍是一个有争议的问题。在这项工作中，作者们使用原位磁力分析法来证明金属纳米颗粒上存在强表面电容，并表明大量自旋极化电子可以存储在已经还原的金属纳米颗粒中（在放电过程中形成过渡金属氧化物（LIBs）中的低电位），这与空间电荷机制是一致的。通过磁性变化量化表面电容，他们进一步表明，该表面电荷容量是Fe3O4/Li模型系统中额外容量的主要来源，并且它也存在于CoO，NiO，FeF2和Fe2N系统。因此，通过原位磁力测定法揭示的空间电荷机理可以推广到广泛的过渡金属化合物范围内，对于这些过渡金属化合物而言，可以获得大的电子态密度，并为建立先进的能量存储系统提供了关键指导。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41563-020-0756-y
10、J. Am. Chem. Soc.: 锂氧电池催化剂的表面机理:纳米结构如何介导界面反应
催化剂的使用是促进锂氧（Li-O2）电池中电极反应的关键。深入了解电极/电解质界面的纳米级催化作用对于指导功能优化催化剂的设计具有重要意义。研究者们使用电化学原子力显微镜对工作电池中纳米结构Au电极上的界面演化进行实时成像，揭示了Au的纳米结构与对氧还原反应（ORR）/氧演化的催化活性直接相关。原位观察表明，在高放电电压下，韧带约14nm的纳米多孔Au和纳米孔约5nm的纳米多孔Au促进了大尺寸Li2O2的成核和生长，而直径约15nm的致密堆积Au纳米颗粒可以催化放电产物Li2O2在较低的电势下通过自上而下的方式完全分解。另外，在具有各种纳米结构的电极上，Li2O2的成核电势的差异可能导致放电产物的分布不均匀，这在大放电速率下得到缓解，并且电池的容量显着提高。这些观察结果为纳米结构催化剂催化的Li-O2界面反应机理和改善Li-O2电池的策略提供了深刻的见解。
原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.0c07167
11、Angew. Chem. Int. Ed.: 从香兰素中提取2-甲氧基对苯二酚用于液流电池
这篇文章研究了以生物为原料合成氧化还原活性醌2-甲氧基-1,4-对苯二酚（MHQ）及其作为液流电池电解液的适宜性。作者们确定了低pH值下的半醌中间体和喹啉自由基是在电化学条件下MHQ分解的原因。使用H3PO4电解液可分别避免和/或稳定这两种情况，允许在氧化还原流电池中进行数百次循环的可逆循环。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202008253
12、Angew. Chem. Int. Ed.: 阴离子溶剂化重构使高压碳酸盐电解质成为稳定的锌/石墨电池
具有低HOMO含量的常规碳酸盐溶剂在理论上与低成本、高压Zn/石墨电池化学方法兼容。但是，阴离子对碳酸盐的亲核攻击会在高电势下引起氧化分解。在这里，研究者们通过设计微非均相阴离子溶剂化网络来恢复碳酸盐电解质固有的阳极稳定性。基于添加强电子给体的磷酸三甲酯（TMP）溶剂，由于阴离子优先螯合到金属阳离子周围的TMP溶剂化域中，使易氧化的阴离子碳酸酯亲和力解偶联。杂化的电解质将碳酸盐电解质的电化学窗口提高了0.45 V，并使2.80 V的Zn /石墨双离子电池能够具有较长的循环寿命（1000次循环后容量保持率达到92％）。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202010423
13. Angew.Chem.Int.Ed.: 单组分有机太阳能电池用双电缆共轭聚合物的混相控制相分离，效率超过8%
在这项工作中，基于双电缆共轭聚合物的单组分有机太阳能电池（SCOSC）获得了创纪录的8.40％的功率转换效率。这是基于以下发现而实现的：激子分离与SCOSC中的电荷传输起着相同的重要作用。在本文中，研究者们设计了两种双电缆共轭聚合物，它们的共轭主链和吸电子侧单元几乎相同，但多余的氯（Cl）原子在共轭主链上的位置不同。我们发现，当Cl原子位于主链上时，聚合物形成扭曲主链，从而可以与萘二酰亚胺侧链更好地混溶。这可以改善共轭骨架与侧链单元之间的界面接触，从而将激子有效地转化为自由电荷。这些观察结果通过几次高级测量的系统研究得到了证实。这些发现揭示了电荷产生过程在SCOSC中的重要性，并提出了改善这一过程的策略，即控制双电缆共轭聚合物中共轭主链与芳族侧链之间的相容性。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202009272
14. Angew.Chem.Int.Ed.：B-Site与锗共合金可提高全无机锡基钙钛矿纳米晶太阳能电池的效率和稳定性
胶态无铅钙钛矿纳米晶体由于其合成简便，出色的尺寸可调光电特性以及对商业应用的毒性很小或没有毒性而受到了广泛的关注。迄今为止，锡（Sn）导致了最高效的无铅太阳能电池，但在环境条件下却表现出高度不稳定的特性。在这里，研究者们提出了全无机混合物Sn-Ge钙钛矿纳米晶体的合成，证明了Ge2+在稳定Sn2+阳离子的同时增强光学和光物理性能的作用。纳米结构中的Ge原子部分取代了Sn原子，有效地填充了Sn空位的高密度，减少了表面陷阱，并导致了更长的激子寿命和更高的光致发光量子产率。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202008724
15. Adv.Funct.Mater.：双离子扩散诱导无铅Cs2AgBiBr6双钙钛矿太阳能电池中的降解
无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6在解决卤化铅钙钛矿面临的毒性和稳定性挑战方面引起了越来越多的研究兴趣。尽管大多数对此Cs2AgBiBr6材料的研究都集中在光伏性能和潜在应用上，但其长期稳定性和降解机理尚未得到充分研究。本文针对无铅双钙钛矿太阳能电池开发了高质量的Cs2AgBiBr6薄膜，其体面效率为1.91％。通过研究这些光伏器件的环境稳定性，发现Cs2AgBiBr6表现出独特的双离子迁移现象，在长期运行中，Ag和Br离子逐渐扩散通过空穴传输层。这种现象导致Cs2AgBiBr6的降解钙钛矿和随后的设备故障。理论计算表明，Ag和Br空位的形成能低，扩散能垒低，对双离子迁移效应有贡献。提出了一种涉及空位介导的离子迁移的可能机制来解释这种现象。这些关键发现对于卤化物双钙钛矿不仅是提供进一步解决双钙钛矿稳定性挑战的新知识基础，而且对于扩展可能需要混合电子，离子和光子特性的光电/电子应用至关重要。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202002342
16. ACS Energy Lett.：自组装单分子层使无HTL的有机太阳能电池的效率提高了18％，并提高了操作稳定性
研究者们报告了使用自组装单层（SAM）2PACz作为直接作用到铟锡氧化物（ITO）阳极上的空穴选择性中间层的体异质结（BHJ）有机光伏（OPV）。发现2PACz会改变ITO的功函数，同时会影响顶部沉积的BHJ的形态。具有PM6：N3 BHJ和ITO-2PACz阳极的电池的功率转换效率（PCE）为16.6％，高于基于裸ITO（6.45％）和基于ITO / PEDOT：PSS的器件（15.94％）的功率转换效率。增强的性能归因于较低的接触电阻，减少的双分子重组损失以及改善的BHJ内电荷传输。重要的是，与基于PEDOT：PSS的电池相比，基于ITO-2PACz的OPV表现出显着改善的运行稳定性。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c01421
17. ACS Energy Lett.：注入硫的空穴传输材料克服了胶体量子点太阳能电池中性能受限的传输问题
胶体量子点（CQD）太阳能电池得益于近年来快速增长的单结效率，以及在多结和颜色可调应用中的前景。但是，在下一代太阳能电池的背景下，与成熟技术相比，CQD光伏仍然存在效率不足。在这里，研究者们使用一维光电太阳能电池模拟来表明，在性能最高的PbS CQD太阳能电池中，这种效率不足的大部分可归因于空穴传输层（HTL）。我们发现，由于HTL在光子吸收中起着非常重要的作用，因此增加掺杂密度以及反直觉地提高该层中的电子迁移率对性能的影响最大。我们通过硫磺注入标准CQD HTL材料来使用化学计量控制，以提高载流子迁移率和掺杂密度。这项工作明显改善了性能，使器件的功率转换效率提高了10.4％。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c01586
18. Adv.Funct.Mater.: 于Ti3C2 MXene和1T相WS2纳米薄片的可穿戴非对称超级电容器集成生物监测传感
可穿戴式传感技术的研究已在个人健康便携式生物监测设备的开发中引起了广泛关注。然而，具有确定的尺寸和形状的传统能量存储系统在满足柔性电子设备的性能要求方面具有固有的局限性。为了克服这一限制，使用Ti3C2纳米片（NS）和1T相WS2在聚酯/纤维素共混物（PCB）布衬底上制造了三种不同配置的柔性不对称超级电容器（FASC）。NS作为电极，含水普朗尼克凝胶作为电解质。得益于2D材料电极，叉指式FASC构造具有出色的性能，柔韧性，循环稳定性，耐磨性，并且可以配置为多个单元和形状，远远超过了基于纺织品的FASC所展示的形状。此外，任意（“ AFN”）和三明治（“ FLOWER”）配置Ti3C2 NS / 1T 相WS 2NS FASC可以直接组装在PCB布基片上，从而提供良好的结构完整性，并易于组装成不同形状的集成电路。更具体地说，通过将力感测设备与叉指式FASC集成在一起，开发了一种轻便，灵活且可穿戴的生物监测系统，该系统可用于监测各种活动期间人体的身体状况。该系统在医疗保健中的潜在应用已成功演示和讨论。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202003673
19. Adv. Energ. Mater. 液流电池的建模与仿真
液流电池以其结构简单、原理简单、工作寿命长、响应速度快、内置安全等优点，在连接电网等大型储能领域得到了广泛的认可。然而，这种技术的市场渗透仍然受到一些关键问题的阻碍，如电活性物种的渗透及其相应的容量损失、不良副反应、不同尺度下几何结构的放大和优化以及电池的工作条件。要克服这些挑战，就需要全面了解电池系统中相关的结构设计参数和多变量操作。数值建模和模拟不仅是了解流动电池在不同空间和时间尺度下基本机理的有效工具，而且是对反应界面、电池组件和整个系统进行成本效益优化的有效工具。本文介绍了流动电池建模与仿真的研究进展。除了研究最多的全钒液流电池外，还讨论了其他类型流电池的建模和仿真工作。最后，展望了流动电池模型开发的未来方向，特别是基于模型研究有限的电池。
原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202070133
20. Adv. Energ. Mater. 利用双层异质结构固体电解质促进界面稳定性制备高能、安全、适应性强的锂电池
固体电解质被广泛地应用于制备高能量密度和安全的金属锂电池，但在室温下其离子电导率低、界面接触僵硬、循环过程中极化严重等问题仍然是实际应用中的难题。在此，将双复合材料概念应用于双层异质结构固体电解质的设计，该电解质由Li+导电石榴石纳米线（Li6.75La3Zr1.75Nb0.25O12）/聚偏二氟乙烯-钴-六氟丙烯（PVDF-HFP）组成，改性金属有机骨架颗粒/聚氧化乙烯/PVDF-HFP作为界面凝胶。在室温下，固体电解质的整体离子电导率达到2.0×10−4s cm-1。此外，一个化学/电化学稳定的界面迅速形成，并且Li枝晶被坚固的无机屏蔽层和基体很好地抑制。结果，在0.25 mA cm-2下，稳定的Li电镀/剥离时间超过1700小时。使用这种双层异质结构固体电解质的固态电池在环境温度（25°C）下具有良好的电池性能（较好的容量输出和循环稳定性）。此外，在一系列极端的滥用测试中，包括用钉子击打、燃烧、浸泡在水下和液氮中冷冻，这些电池在使用中表现出了相当大的灵活性和意想不到的耐用性。
原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202070131
21. Adv. Energ. Mater. 应用于锂离子电池的黑磷在液体中激光辅助的超快剥离且厚度可调节
少层黑磷（BP）是一种新兴的适合于能源应用的二维材料。然而，其可控制备仍然具有挑战性。本文提出了一种在低沸点溶剂中使用脉冲激光可伸缩性地制备多层BP纳米片的高效方法。通过改变激光辐照时间、能量和溶剂类型，可以精确控制分布较窄的纳米片的层数和横向尺寸。这一过程可以理解为等离子体猝灭机理和层间相互作用被原位生成的气泡所削弱。BP纳米片的良好控制使得形貌效应对锂离子电池性能的影响得以研究。低层数有利于电荷转移和Li+离子扩散，而高宽高比不仅可以改善电荷转移，而且可以增加Li+离子的扩散路径。这项研究提供了对使用激光进行制备超薄二维材料的新见解，并将其用于与形貌相关的电化学能量转换和储存中。
原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202070130
22. Adv. Mater. 热烃溶剂槽模涂层使高效有机太阳能电池具有温度依赖性聚集行为
有机太阳能电池（OSC）在其作为可持续能源的发展方面已取得了迅速的进步。但是，破纪录的设备尚未显示出与通过溶液处理进行的大规模生产的兼容性，特别是由于使用了对环境有害的卤化溶剂。在这里，缝模制造和涉及烃基溶剂的加工被用于实现高效和环保的OSC。使用卤化（氯苯（CB））和碳氢化合物溶剂（1,2,4-三甲基苯（TMB）和邻二甲苯（o-XY））进行滚涂的高相容性槽模涂料用于制备光活性薄膜。控制溶液和衬底温度可使溶液中的聚集状态和成膜过程相似。在高效PM6:Y6共混物中，不同溶剂的优化共混膜纳米结构显示出相似的形貌，这使得CB、TMB和o‐XY溶剂的器件效率分别为15.2%、15.4%和15.6%。该方法被成功地推广到其他供受体组合中，证明了该方法的良好通用性。研究结果将一种优化聚集态和成膜动力学的方法与采用槽模涂层的环境友好型溶剂制备OSC相结合，这对于OSC的可扩展生产和高性能的未来发展具有重要意义。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202002302
23. Adv. Mater. 通过平衡前后子电池实现高性能串联有机光伏电池
在串联有机光伏中，前子电池基于大带隙材料，而后子电池的情况更为复杂。后子电池通常由一个用于红外吸收的窄带隙接收器和一个实现高开路电压的大带隙施主组成。不幸的是，光子的大部分紫外可见部分被前子电池吸收；因此，在后子电池中，在大带隙施主上产生的激子数量将显著减少。这降低了（光）导电性，并最终限制了后子电池的空穴传输特性。本文提出了一种简单有效的方法来解决这一关键问题。为了确保后部子细胞中有足够的光生空穴，引入少量红外吸收聚合物供体作为第三组分，其提供了第二空穴生成和传输机制，以将上述有害影响降至最低。最后，双端串联有机光伏的短路电流密度从10.3 mA cm−2显著提高到11.7 mA cm−2（同时保持开路电压和填充系数），从而提高功率转换效率15.1%。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202002315
24. Adv. Mater. 嵌入式镍网透明电极，用于高效和机械稳定的柔性钙钛矿光伏：一种便携式移动能源
物联网移动终端的快速发展，加速了市场对便携式移动电源和柔性可穿戴设备的需求。本文采用一种新的选择性电沉积工艺结合反膜处理方法，在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）上制备了埋入式金属丝网透明导电电极（TCE）。这种嵌入镍（Ni）网状柔性TCE显示出优异的光电性能（在高透射率≈85–87%时，片电阻≈0.2–0.5Ω sq−1）和机械耐久性。PET/镍网/聚合物聚（3,4-亚乙基二氧基噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）(PEDOT:PSS PH1000)复合电极作为钙钛矿型太阳能电池（PSCs）的透明电极，具有优良的电性能和优异的环境和机械稳定性。获得了17.3%的功率转换效率，这是迄今为止基于柔性透明金属电极的PSC的最高效率。针对生长条件苛刻的钙钛矿晶体，研究并改善了其在柔性透明嵌入金属衬底上的机械稳定性和环境稳定性。经过2000次弯曲循环后，所得到的柔性装置保持了原来的76%的效率。这项工作的结果为柔性PSC的改进提供了一个步骤。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202003422