［本站讯］近日，山东大学集成电路学院教授王亮，山东大学访问学者、济宁学院副教授张振虎和山东大学化学与化工学院教授于伟泳在钙钛矿太阳能电池研究中取得重要进展。研究团队提出了一种基于硫辛酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯（LA-NHS）的动态分子支架策略，通过原位聚合在钙钛矿晶界处构筑具有动态二硫键网络的柔性交联结构，实现了热机械应力的有效调控与缺陷的自适应修复，显著提升了钙钛矿太阳能电池的热稳定性和运行寿命。相关成果以题为“Dynamic molecular scaffold enables thermomechanical stress regulation and adaptive defect healing for stable perovskite solar cells”的论文发表在国际期刊 Advanced Materials。王亮教授、张振虎副教授和于伟泳教授为论文的共同通讯作者，山东大学化学与化工学院科研助理王刚为论文第一作者。

图1. 基于动态交联分子支架的太阳能电池实现器件性能提升

钙钛矿太阳能电池在实际运行过程中不可避免地受到温度波动及热循环的影响，由此产生的晶格热膨胀与收缩会导致晶界处应力集中、缺陷演化及离子迁移，进而加速器件性能衰减。传统的分子钝化策略主要依赖静态化学作用改善缺陷状态，难以持续适应温度变化引起的动态结构扰动。针对这一问题，研究团队创新性地将LA-NHS引入钙钛矿薄膜，在热处理过程中利用硫辛酸基团的开环聚合特性，在晶界处原位构筑具有动态二硫键（-S-S-）连接的交联分子支架。该结构一方面借助NHS酯基与钙钛矿缺陷位点之间的相互作用，实现晶界界面的有效锚定与缺陷钝化；另一方面，动态二硫键网络能够通过可逆键交换及结构重排响应外部温度变化，为晶粒间的热机械应变提供柔性缓冲空间，并在局部结构受到扰动时实现自适应调整与缺陷修复，从而形成兼具界面锚定、应力缓冲和动态修复功能的分子支架结构（图1）。

图2. （a-c）太阳能电池的光电性能，（d-e）基于动态交联分子支架的太阳能电池的稳定性

基于该策略制备的倒置钙钛矿太阳能电池实现了27.19%的光电转换效率；经过150次15–100 °C热循环后，器件仍保持初始效率的91.71%，在85 °C持续热老化1500小时后仍保持85.72%的初始效率。此外，1 cm²和10 × 10 cm²大面积模组器件分别实现了25.02%和22.06%的光电转换效率（图2）。

该研究将动态共价化学引入钙钛矿晶界调控，揭示了动态分子网络在热机械应力缓冲与缺陷自适应修复中的协同作用，为提升钙钛矿太阳能电池的长期运行稳定性提供了新的研究思路。

本研究得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者基金、山东省自然科学基金及其他相关项目的资助。