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Synergistic Macroscopic–Microscopic Regulation: Dual Constraints of the Island Effect and Coffee‐Ring Effect in Printing Efficient Flexible Perovskite Photovoltaics

材料科学 光伏 钙钛矿(结构) 能量转换效率 结晶 纳米技术 结晶度 光伏系统 复合材料 光电子学 化学工程 电气工程 工程类
作者
Zhaoyang Chu,Baojin Fan,Weijie Shi,Zhi Xing,Chenxiang Gong,Jin Li,Linfeng Li,Xiangchuan Meng,Muhammad Bilal Khan,Xiaotian Hu,Yiwang Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202424191
摘要

Abstract The performance of flexible perovskite solar modules (FPSMs) remains inferior to their rigid counterparts, primarily due to poor crystallinity and homogeneity resulting from disordered perovskite colloid transfer during the printing process. Here, the study introduces an Elastic Porous Meniscus (EPM) printing strategy to mitigate the island effect and coffee‐ring effect. By increasing the peak shear rate, the study effectively disperses perovskite islands. The issue of heterogeneous deposition is addressed by controlling shear force and surface tension. Additionally, the Laplace force is regulated to weaken Marangoni flow, enabling the printing of large‐area, high‐quality flexible perovskite films. The results show that the time window for initialized crystallization is greatly extended by a factor of four (from 2.5 to 11 s), enabling the formation of uniform perovskite films with high crystal uniformity. Consequently, the flexible perovskite solar cells (FPSCs) achieve a record‐breaking power conversion efficiency (PCE) of 25.54% (certified 25.44%) based on 1.01 cm 2 , with exceptional repeatability. EPM‐printed FPSMs with an active area of 100 cm 2 demonstrate a PCE of 16.39% (certified 15.65%), comparable to rigid modules. This advancement significantly enhances the market potential and commercial value of perovskite photovoltaics across diverse applications.
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