西工大「国家级人才」，联合河大特聘教授，新发Nature子刊！

为了实际应用，柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）需要在潮湿空气中具有高稳定性。然而，在高湿度空气下机械稳定性差仍然是柔性钙钛矿器件的一个关键挑战。

2025年2月19日，西北工业大学李祯教授、张超教授、河南大学李萌教授在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Boosting mechanical durability under high humidity by bioinspired multisite polymer for high-efficiency flexible perovskite solar cells》的研究论文，李志浩为论文第一作者，李祯教授、张超教授、李萌教授为论文共同通讯作者。

李祯，教授/博导，国家级高层次青年人才，于2008年和2013年分别获清华大学学士和博士学位，2013-2018年在新加坡南洋理工大学和美国可再生能源国家实验室从事研究工作。2018年加入西北工业大学。主要从事钙钛矿太阳能电池以及纳米材料在光伏领域的应用研究。

张超，西北工业大学教授/博导，民航学院副院长，国家级高层次青年人才。2008年、2010年于武汉理工大学分别获学士学位、硕士学位，2013年于美国阿克伦大学获博士学位。2014-2016年先后在美国北卡夏洛特大学、美国可再生能源国家实验室从事博士后研究工作。2018年在法国图卢兹三大克莱门特阿德尔实验室做访问教授，2016年至今任西北工业大学教授。2021年至今任西北工业大学民航学院副院长。张超主要从事复合材料力学、冲击动力学、航空发动机结构强度、多尺度多场耦合力学、能源器件机械安全等研究。

李萌，河南大学“杰出人才特区”第四层次特聘教授。2012年获河南师范大学学士学位，2015年获河南师范大学硕士学位，2018年获苏州大学博士学位，2017年读博期间，赴英国斯旺西大学进行联合培养，2018-2021年在德国赫姆霍兹柏林材料与能源中心(HZB)从事博士后研究工作，2018-2020年期间获得中德计划奖学金，中方导师李永舫院士，2020年-2021年在瑞士洛桑联邦理工学院的Michael Grätzel教授课题组交流访学。他的主要研究内容主要包括柔性、非铅、大面积室内钙钛矿光伏和发光器件，器件界面工程研究，钙钛矿晶体的动力学研究等方面。

在此，受贻贝通过多巴胺基团实现卓越湿粘附的启发，作者提出了一种多齿交联策略。该策略将三维超支化聚合物中的多支化结构和足够的多巴胺锚定位点结合起来，在多个方向上直接螯合钙钛矿材料，从而在钙钛矿薄膜的底部到顶部界面之间构建一个垂直支架，与钙钛矿颗粒和基底紧密结合，具有强大的粘附能力，并提高了高湿度下的机械耐久性。因此，改性的刚性PSCs实现了高达25.92%的PCE，而柔性PSCs的PCE为24.43%，并且在暴露于65%湿度下，弯曲半径为3 mm时，经过10000次弯曲循环后仍能保持初始PCE的94.1%。

图1：超支化多巴胺聚合物（HPDA）粘合剂层的性能

图2：具有HPDA修饰的PSCs的光伏性能和光电特性表征

图3：湿度对钙钛矿机械稳定性的影响

图4：应变对钙钛矿薄膜湿度稳定性的影响

这项研究通过设计一种受贻贝启发的多锚点聚合物（HPDA），成功提升了柔性钙钛矿太阳能电池在高湿度环境下的机械耐久性和稳定性。HPDA通过多齿配位策略与钙钛矿材料紧密结合，显著提高了钙钛矿薄膜的力学性能和界面稳定性，同时有效减少了铅泄漏。这项研究为柔性钙钛矿太阳能电池的实用化提供了重要的技术支撑，并为未来可穿戴能源设备的发展奠定了基础。

Li, Z., Jia, C., Wan, Z. et al. Boosting mechanical durability under high humidity by bioinspired multisite polymer for high-efficiency flexible perovskite solar cells. Nat Commun 16, 1771 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57102-3