DOI: 10.1021/acsami.9b05032
完全可印刷钙钛矿太阳能电池（PPSCs）因其可控且可扩展的生产，减少了制造过程中的材料浪费，从而受到光伏产业和研究的关注。但是，由于PPSCs具有易受环境湿度影响的固有缺点，从而导致装置效率和寿命的快速损失，其商业化受到了阻碍。在这里，作者提出了一个新颖的想法，通过使用静电纺丝疏水性聚合物膜（即聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）和PLA / PCL共混物）作为PPSCs的防潮层来增强PPSCs在潮湿空气（相对湿度超过80％）中的光伏性能和稳定性。通过改变膜中聚合物成分的含量优化电纺膜的形貌、疏水性和热性能后，具有这些膜的未包封装置的功率转换效率高达8.2％，这明显高于无膜装置的功率转换效率（6.8％）。此外，具有最佳电纺膜的装置在潮湿空气中存储超过35天后，仍可保持其原始效率的85％以上。相比之下，无电纺膜的装置在同一时间损失了大约50％的初始效率。我们的工作对于开发高效稳定的商用PPSCs具有重要意义。
图1.（a）静电纺丝装置和（b）带有电纺聚合膜的PPSCs的横截面结构示意图
图2.由含有（a）0，（b）20，（c）40，（d）60，（e）80和（f）100 wt％PCL的PLA / PCL共混物制备的电纺聚合物膜的SEM图像。插图显示了电纺膜中纳米纤维的直径分布。
图3.（a）电纺膜上的水接触角取决于膜中PCL的含量；（b）由含不同含量PCL的PLA / PCL共混物制备的电纺膜的GIXRD图。插图显示了PCL的（110）和（200）峰的比值与膜中PCL量的关系。
图4.由具有不同PCL含量的PLA / PCL共混物制备的电纺膜的ATR-FTIR光谱；（a）宽光谱范围（500–3500 cm-1）和（b）窄光谱范围（1300–1900 cm-1）。
图5.由具有不同PCL含量的PLA / PCL共混物制备的电纺膜的（a）TGA和（b）DTG曲线。 （b）中突出显示的区域I，II和III分别表示无定形PLA，低结晶度PCL和高结晶度PCL的分解。
图6.使用由含（a）0,（b）20,（c）40,（d）60,（e）80, and（f）100% PCL的PLA/PCL共聚物制备的电纺聚合膜在TiO2/ZrO2/C介孔叠层上喷墨印刷钙钛矿层的SEM图像。
图7.（a）具有和不具有由含20％，60％和100％PCL的PLA / PCL共混物制备的电纺膜的PPSCs在AM 1.5 G照明下的电流密度-电压（J-V）特性。（a）的插图显示了从具有20％PCL膜的优良器件中获得的光伏参数，以及（b）器件PCEs取决于膜中PCL的量（蓝色方块）和膜的平均水接触角（红色圆圈）。
图8.（a）带有和不带有电纺膜的未封装PPSCs在潮湿空气中（RH〜80％）的PCE演变与在潮湿空气中存储时间的关系。（b）用20％PCL膜（左）和不使用电纺膜（右）喷墨印刷在TiO2/ZrO2/C介孔叠层上的钙钛矿层的掠入射X-射线衍射图，图中数据的获取时间为样品制备的第一天以及将样品在潮湿空气中保存2周后。
