仅3张图，一篇Nature Energy！

研究背景

柔性光伏（PV）器件是新兴光伏技术的关键领域，因其在可穿戴设备、便携式设备、室内应用以及物联网等领域的广泛潜力而成为研究热点。然而，尽管柔性光伏器件在光电转换效率（PCE）上取得了显著进展，其机械柔性和稳定性评估仍然存在诸多问题。当前，不同研究团队采用各自的参数来宣称器件的“优越柔性”，导致评估结果缺乏一致性，且难以进行客观比较。

成果简介

基于此，日本理化学研究所RIKEN的Kenjiro Fukuda，Osbel Almora等携手在Nature Energy期刊上发表了题为“A bending test protocol for characterizing the mechanical performance of flexible photovoltaics”的最新论文。科学家们提出了制定统一评估协议的必要性，以确保柔性光伏器件在机械性能和电性能上的可比性和可重复性。

具体来说，研究者们提出了一种在1%应变下、经过1,000次弯曲循环后测量PCE的测试协议，此外还包括关于弯曲测试过程中的环境条件、弯曲半径和器件封装等方面的良好实践指南。这些努力有助于解决当前评估标准不统一的问题，并推动柔性光伏技术的进一步发展。

研究亮点

(1) 本文首次提出了一种在1%应变下、经过1,000次弯曲循环后测量柔性光伏器件光电转换效率（PCE）的协议。这一实验得到了有效评估柔性光伏器件在长期机械应变下性能保持情况的结果，填补了以往评估标准不统一的空白。

(2) 实验通过系统地研究弯曲程序、封装影响以及测试过程中环境条件（温度、湿度、光照）的控制，发现这些因素对柔性光伏器件的性能具有显著影响。研究表明，均匀施加弯曲半径是确保测试结果一致性的关键，

（3）本文还强调了在弯曲轴相对于电流方向平行和垂直的情况下进行测试的重要性。该研究为柔性光伏器件的性能比较提供了更具可重复性的标准，有助于推动该领域的进一步发展。

图文导读

图1: 折弯设置。

图2: 样品弯曲。

图3: 封装和弯曲。

结论展望

本文的研究提供了关于柔性光伏器件机械稳定性的深刻科学意义。首先，标准化的表征方法对于系统性评估柔性光伏器件的性能至关重要，尤其是在多次弯曲循环和不同应变条件下。

这一发现表明，未来研究应更多关注应变量化和曲率半径的均匀分布，以获得更客观和可比的测试结果。其次，文章揭示了弯曲方向和应力分布对光电性能衰退的显著影响，这提示我们在设计柔性光伏器件时，不仅要关注材料本身的电性能，还需优化器件的机械结构，以减少因应力不均造成的电性能损失。最后，结合光照和机械应力的多因素表征手段为长时间稳定性测试提供了新的思路，强调了环境因素和实际应用条件对柔性光伏器件长期表现的影响。

文献信息

Fukuda, K., Sun, L., Du, B. et al. A bending test protocol for characterizing the mechanical performance of flexible photovoltaics. Nat Energy (2024).

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