中国科学家取得突破，解决了一项重大设计难题：将光滑的钙钛矿层粘合到粗糙的 CIGS 基板上，从而推动了柔性太阳能技术的发展。新技术采用智能溶剂操控和种子层来提高附着力、效率和耐久性。最终，他们研发出了一种柔性串联太阳能电池，其功率输出可与刚性太阳能电池媲美，并且能够弯曲数千次而不会损失太多性能。这可能是超高效轻量化太阳能电池走向实际应用的转折点。

采用抗溶剂接种法开发的柔性钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池。图片来源：NIMTE

中国研究人员开发出一种方法，通过改进顶层和底层粘合的方式，使柔性串联太阳能电池更加高效和耐用。

该设计的核心是铜铟镓硒 (CIGS)，这是一种广泛使用的半导体，以其可调带隙、强光吸收、对温度变化的低敏感性以及出色的长期稳定性而闻名。这些特性使 CIGS 成为下一代串联太阳能电池底层的理想材料。

在柔性叠层太阳能电池中，顶层钙钛矿（一种高效的吸光材料）与底层CIGS（铜铟镓硒）相结合。这种组合为轻量化、高性能太阳能电池板提供了巨大的潜力。然而，CIGS层的粗糙结构使得在其上沉积高质量的钙钛矿薄膜变得困难，这对其商业化发展构成了关键障碍。

在今天（4 月 18 日）发表在《自然能源》杂志上的一项研究中，中国科学院宁波材料技术与工程研究所（NIMTE）叶继春教授领导的研究小组开发了一种创新的反溶剂接种策略，以提高钙钛矿顶电池在粗糙表面上的性能。

科学家们将自组装单层 (SAM) 的吸附和溶解过程分离，同时整合了钙钛矿晶种技术。他们利用高极性溶剂防止 SAM 在溶解过程中聚集，同时以低极性溶剂作为抗溶剂，促进吸附过程中致密 SAM 的形成。此外，预混的晶种层改善了钙钛矿的润湿性和结晶性，确保其与基底的牢固粘附。

凭借这些创新技术，该团队制作了一块面积为1.09平方厘米的柔性单片钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池。与顶级刚性太阳能电池相比，该器件实现了高达24.6%的稳定效率（认证效率为23.8%），这是迄今为止柔性薄膜太阳能电池的最高效率之一。

经过 320 小时的运行和 3000 次半径为 1 厘米的弯曲循环后，该设备仍保留了其初始效率的 90% 以上，表现出卓越的机械耐久性和长期稳定性。

编译自/ScitechDaily