柔性钙钛矿／CIGS叠层太阳能电池效率23.8％

　　日前，中国科学院宁波材料技术与工程研究所（简称宁波材料所）与合作者成功制备出1cm2认证效率为23.8%的柔性钙钛矿/CIGS叠层太阳电池，这块电池在连续工作320小时后，仍能保持90%以上初始性能。

　　相关成果于4月18日发表于《自然—能源》。

　　柔性钙钛矿/铜铟镓硒（CIGS）叠层太阳电池因其兼具钙钛矿优异的光电性能和CIGS出色的机械柔韧性，在轻质柔性化光伏领域展现出广阔的应用前景，成为低空飞行器、近地轨道卫星等对重量敏感的应用场景的重要技术选择之一。

　　然而，该体系面临的关键科学问题在于，粗糙的CIGS底电池表面会导致钙钛矿活性层难以实现均匀覆盖，同时，传统自组装单分子（SAMs）空穴传输材料易发生团簇和界面脱附现象。这些因素严重制约了叠层器件（尤其是大面积器件）的光电转换效率和长期稳定性。

　　因此，开发适用于粗糙表面的钙钛矿顶电池均匀生长技术，成为实现高效稳定柔性钙钛矿/CIGS叠层电池亟待解决的核心难题。

　　宁波材料所硅基太阳能及宽禁带半导体团队在研究员叶继春带领下，在前期钙钛矿叠层太阳电池研究的基础上，在高效钙钛矿/CIGS叠层电池领域取得了新进展。

　　论文第一作者、宁波材料所副研究员应智琴告诉《中国科学报》，该团队开发了一种反溶剂种子层策略，解耦SAMs吸附与溶解过程，并同步整合钙钛矿晶种诱导生长。

　　其中，在溶解过程中，高极性溶剂可抑制SAMs中团簇，在吸附过程中，低极性反溶剂可为SAMs吸附提供良好的热力学环境。

　　通过引入预混晶种层，可提升钙钛矿的润湿性、结晶质量和界面粘附力。

　　他们最终制备了1cm2认证效率为23.8%的柔性钙钛矿/CIGS叠层太阳电池，是目前1cm2柔性钙钛矿/CIGS叠层太阳电池效率的最高值，制备出的电池在连续工作320小时后仍保持90%以上初始性能，并可在1厘米弯曲半径下耐受3000次弯折循环。