一天兩篇Nature霸屏！張曉宏團(tuán)隊(duì)33.6%再破紀(jì)錄，柔性鈣鈦礦/硅疊層電池領(lǐng)跑全球！

主要內(nèi)容

柔性太陽能電池在可穿戴設(shè)備、便攜式能源系統(tǒng)、建筑光伏一體化等特殊應(yīng)用場景中，具備傳統(tǒng)剛性太陽能電池難以替代的變革性潛力。但長期以來，該領(lǐng)域始終面臨核心技術(shù)瓶頸 —— 如何在實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）的同時，兼顧優(yōu)異的機(jī)械柔韌性與穩(wěn)定的工作性能，這一難題嚴(yán)重制約了其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程 1–4。

針對這一挑戰(zhàn)，阿卜杜拉國王科技大學(xué) Stefaan De Wolf、蘇州大學(xué)楊新波和張曉宏等人聯(lián)合攻關(guān)，成功制備出一款性能全面突破的柔性鈣鈦礦 / 晶體硅（c-Si）疊層太陽能電池。該器件經(jīng)認(rèn)證的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 33.6%，開路電壓（Voc）更是創(chuàng)下 2.015 V 的紀(jì)錄，核心性能已能與主流剛性太陽能電池相媲美，打破了 “柔性器件性能必然妥協(xié)” 的行業(yè)固有認(rèn)知。

這款柔性疊層電池不僅效率亮眼，更在穩(wěn)定性上展現(xiàn)出**表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了 “效率與穩(wěn)定性雙優(yōu)”。機(jī)械穩(wěn)定性方面，在 17.6 mm 彎曲半徑（Rb）下經(jīng)過 5000 次反復(fù)彎折后，電池仍能保留初始效率的 91%，足以應(yīng)對實(shí)際應(yīng)用中的頻繁形變需求；運(yùn)行穩(wěn)定性上，連續(xù)光照條件下，其 T80 壽命（效率衰減至初始值 80% 的時間）超過 2000 小時，遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平；環(huán)境適應(yīng)性上，經(jīng) 1000 小時濕熱（DH）測試后，效率仍維持初始值的 90%，展現(xiàn)出抵御復(fù)雜環(huán)境的強(qiáng)韌能力。

這一系列突破性成果的背后，離不開兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新的支撐。其一，團(tuán)隊(duì)采用反應(yīng)等離子體沉積（RPD）技術(shù)，制備出鈰 - 氫共摻雜氧化銦（ICO:H）復(fù)合層（RL）。該復(fù)合層能夠有效促進(jìn)自組裝單分子層（SAMs）的均勻覆蓋，同時優(yōu)化界面電荷轉(zhuǎn)移效率，大幅降低電荷復(fù)合損失。其二，通過原位退火工藝制備的鋅摻雜氧化銦（IZO）前透明電極，在提升光電轉(zhuǎn)換性能的同時，顯著增強(qiáng)了電極的機(jī)械穩(wěn)定性，為器件整體的柔韌性、穩(wěn)定性與高效性提供了雙重保障。

文獻(xiàn)信息

Flexible perovskite/silicon tandem solar cells with 33.6% efficiency

Shibo Wang, Wenhao Li, Cao Yu, Wei Shi, Qian Kang, Fengxian Cao, Kun Gao, Liu Yang, Bowen Yang, Jian Zhou, Shaofei Yang, Qi Wang, Qin Fei, Xi Chen, Gaoyuan Chen, Pengxu Chen, Zijia Li, Wei-Chih Hsu, Zhongliang Yan, Yang Bai, Wenzhu Liu, Stefaan De Wolf, Xinbo Yang & Xiaohong Zhang

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09849-4

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