国家自然科学基金委员会近日揭晓了2025年度“中国科学十大进展”,其中一项关于柔性叠层太阳能电池的研究成果格外引人注目。该成果通过创新性的界面调控方法,成功解决了柔性叠层电池在效率和稳定性方面的关键难题,为航空航天等高端领域的应用开辟了新路径。
与传统太阳能电池不同,柔性钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池采用多层材料叠加设计,能够吸收不同波段的太阳光,理论上光电转换效率可达44%。这种电池不仅发电效率高,还具有轻质、柔性、成本低等显著优势,在航空航天、可穿戴设备等领域展现出广阔的应用前景。然而,材料层间的界面分层和性能衰减问题,一直是制约其从实验室走向市场的主要障碍。
针对这一技术瓶颈,苏州大学与隆基绿能科技股份有限公司的联合研究团队提出了两项突破性的界面调控方案。第一项创新是构建了“一松一紧”的双层氧化锡缓冲结构。研究团队负责人介绍,疏松多孔层如同减震装置,能有效吸收和分散弯曲变形产生的应力;致密层则像高速通道,确保电荷快速稳定传输。这种“刚柔并济”的设计在纳米尺度上平衡了应力缓冲与传输效率的矛盾,显著提升了电池的耐用性。
第二项创新是开发了一种基于反应等离子体沉积的氧化铟铈薄膜。这种薄膜具有强大的粘合作用,能够像胶水一样将各功能层紧密结合,同时精准调控界面能级,减少能量损失。在制备过程中,薄膜通过原位热激活和结构重排,同步提升了导电性、透光性和机械性能,并抑制了卤素离子迁移,从而全面增强了器件的效率、稳定性和柔韧性。
基于上述创新,研究团队成功制备出柔性钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池。实验数据显示,小面积器件的光电转换效率达到33.6%,全硅片尺寸器件达到29.8%,均刷新了世界纪录。在抗弯折测试中,器件经过43000次弯折后仍保持97%的初始效率,无明显衰减,充分证明了其优异的机械耐久性和环境适应性。
这项成果标志着硅基柔性光伏技术取得了重大突破,有望为商业航天、太空算力等领域提供高性能、轻量化、高可靠性的光伏能源解决方案。同时,它也将为车载光伏、光伏建筑一体化等新兴应用场景释放巨大的技术与产业潜力,推动新能源技术向轻量化、便携化、场景化方向升级。



















