柔性鈣鈦礦／CIGS疊層太陽能電池效率23.8％

　　日前，中國科學院寧波材料技術與工程研究所（簡稱寧波材料所）與合作者成功制備出1cm2認證效率為23.8%的柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池，這塊電池在連續工作320小時后，仍能保持90%以上初始性能。

　　相關成果于4月18日發表于《自然—能源》。

　　柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒（CIGS）疊層太陽電池因其兼具鈣鈦礦優異的光電性能和CIGS出色的機械柔韌性，在輕質柔性化光伏領域展現出廣闊的應用前景，成為低空飛行器、近地軌道衛星等對重量敏感的應用場景的重要技術選擇之一。

　　然而，該體系面臨的關鍵科學問題在于，粗糙的CIGS底電池表面會導致鈣鈦礦活性層難以實現均勻覆蓋，同時，傳統自組裝單分子（SAMs）空穴傳輸材料易發生團簇和界面脫附現象。這些因素嚴重制約了疊層器件（尤其是大面積器件）的光電轉換效率和長期穩定性。

　　因此，開發適用于粗糙表面的鈣鈦礦頂電池均勻生長技術，成為實現高效穩定柔性鈣鈦礦/CIGS疊層電池亟待解決的核心難題。

　　寧波材料所硅基太陽能及寬禁帶半導體團隊在研究員葉繼春帶領下，在前期鈣鈦礦疊層太陽電池研究的基礎上，在高效鈣鈦礦/CIGS疊層電池領域取得了新進展。

　　論文第一作者、寧波材料所副研究員應智琴告訴《中國科學報》，該團隊開發了一種反溶劑種子層策略，解耦SAMs吸附與溶解過程，并同步整合鈣鈦礦晶種誘導生長。

　　其中，在溶解過程中，高極性溶劑可抑制SAMs中團簇，在吸附過程中，低極性反溶劑可為SAMs吸附提供良好的熱力學環境。

　　通過引入預混晶種層，可提升鈣鈦礦的潤濕性、結晶質量和界面粘附力。

　　他們最終制備了1cm2認證效率為23.8%的柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池，是目前1cm2柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池效率的最高值，制備出的電池在連續工作320小時后仍保持90%以上初始性能，并可在1厘米彎曲半徑下耐受3000次彎折循環。