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柔性鈣鈦礦太陽能電池因其高能量轉換效率和良好的適應性，在光伏領域顯示出巨大潛力。然而，多晶薄膜中的固有缺陷和機械脆性限制了其光電與力學性能。
本研究嘉興學院周二軍、北京化工大學于潤楠和譚占鰲等人通過引入金屬螯合物，調控鈣鈦礦薄膜的納米力學性能。金屬螯合物嵌入鈣鈦礦晶界，形成均勻分布的拉伸應變場。通過研究拉伸應變對薄膜微觀結構和光伏性能的影響，柔性鈣鈦礦太陽能電池實現了24.47%的功率轉換效率。該策略不僅聚焦于薄膜的納米力學特性，還揭示了其物理性能與機械柔韌性之間的內在聯系。
研究亮點：
首創金屬螯合物晶界緩沖策略：通過鋁基螯合物在鈣鈦礦晶界形成動態配位鍵，有效釋放薄膜內部拉伸應變，顯著提升機械柔韌性。
高效光電轉換與機械穩定兼具：優化后的柔性器件實現24.47%的轉換效率，并在連續彎曲7000次后仍保持80%的初始效率，表現出優異的機械耐久性。
納米力學-光電性能協同調控：系統闡明了金屬螯合物通過靜電作用與氫鍵調控薄膜模量與應變，同步提升載流子壽命與器件穩定性，為柔性光電器件設計提供新思路。
Xu, Z., Yu, R., Lv, Q. et al. Tensile strain regulation via grain boundary buffering for flexible perovskite solar cells. Nat Commun (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-67027-6
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