钙钛矿太阳能电池因其高效率和低成本而被视为有前景的光伏技术。虽然钙钛矿太阳能电池已经取得了出色的能量转换效率，但是其长期稳定性较差和铅毒性相关的环境风险仍无法满足实际需求。此外，柔性钙钛矿太阳能电池在弯曲稳定性方面也面临实际可行性的挑战。

近期，西安电子科技大学的常晶晶教授等人成功制备了一种富含氢键和羰基的自修复聚合物PPG-mUPy-APDS，并将其引入钙钛矿薄膜中。该聚合物PPG-mUPy-APDS与钙钛矿之间能够形成多种化学键合，其中PPG-mUPy-APDS中的氧原子能与钙钛矿形成氢键N-H..O，PPG-mUPy-APDS中的-NH基团能与钙钛矿中的碘形成氢键N-H..I，同时，PPG-mUPy-APDS中的C=O能够钝化钙钛矿中未配位的铅。这些化学相互作用能够有效地钝化钙钛矿薄膜中的缺陷，并提升钙钛矿薄膜的质量。

通过氢核磁共振谱(NMR)，傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等测试方法对聚合物PPG-mUPy-APDS和钙钛矿材料之间的相互作用进行了研究。此外，对制备的钙钛矿薄膜进行了多种表征，证明经过处理的钙钛矿薄膜相比原始钙钛矿薄膜有更高的薄膜质量。

由于聚合物处理后的钙钛矿薄膜具有更少的缺陷密度和更优的梯度能级排列，最终器件表现出最高23.10 %的能量转换效率和优异的空气稳定性。聚合物添加剂在钙钛矿薄膜中形成的氢键网络，增强了柔性器件的机械稳定性。聚合物添加剂处理之后的钙钛矿薄膜显示出较小的杨氏模量，相应的柔性钙钛矿太阳能电池在弯曲循环测试中表现出了更出色的弯曲稳定性。此外，PPG-mUPy-APDS聚合物网络可以与Pb²⁺离子结合，固定铅原子，抑制铅泄露，从而降低环境危害。因此，该策略为制备高效、稳定、环保的钙钛矿太阳能电池提供了一条可行的途径。

论文信息：

Perovskite Films Regulation via Hydrogen-Bonded Polymer Network for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells

Yumeng Xu, Xing Guo, Zhenhua Lin, Qingrui Wang, Jie Su, Jincheng Zhang, Yue Hao, Keke Yang and Jingjing Chang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202306229

常晶晶教授简介：博士，二级教授，博士生导师，国家高层次青年人才，中国科协青年人才托举工程入选者，陕西省青年科技奖获得者，陕西省青年科技标兵，陕西省青年托举人才，中国真空学会电子材料与器件专委会副秘书长，校学术委员会委员，西电柔性电子交叉研究中心负责人，教授委员会委员等。近年来主要从事钙钛矿和宽禁带氧化物半导体材料及器件的研究工作等。截止目前，在Science、Nature Energy、Joule、Research、Applied Physics Reviews、JACS、Angew、Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Science、ACS Energy Letters、Nano Energy等国际核心期刊上发表SCI论文200余篇，被引用8000余次，部分研究成果被ScienceAAAS、AdvancedScienceNews、MaterialsViewsChina、纳米人、科技日报、中国科技成果、今日头条等学术网站作为研究亮点进行报道。所做成果获陕西省高等学校自然科学一等奖、海南省自然科学二等奖、华为火花奖、陕西省电子学会科学技术奖二等奖、陕西省自然科学优秀论文奖等。授权新加坡/中国发明专利21项，申请中国专利60余项。主持参与国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目20余项。担任InfoMat青年编委、Infoscience青年编委、Ecomat青年编委、Smartmat青年编委、JEC青年编委、Nanomaterials客座编辑等。入选2018年福布斯中国教育领域30岁以下精英榜单，2018年科学中国人年度人物电子工程领域提名人等。