苏州大学与隆基绿能联合团队在《自然》期刊发表研究成果,设计出具有双缓冲层的柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池,解决了传统器件易分层和性能衰退的痛点,同时保持超高光电转换效率,为下一代太阳能电池产业化提供重要突破。
智能速览
研究团队提出基于应力释放机制的双缓冲层方法
双层氧化锡缓冲层采用“上紧下松”结构设计
1cm²器件认证效率达33.4%,260cm²达29.8%
超薄柔性器件厚度仅60μm,质量功率密度1.77W/g
43000次弯曲或-40℃至85℃热循环后效率保持超97%
精华内容
柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池虽具超高效率潜力,但实际应用受限于界面分层和性能衰退。研究团队从界面应力调控入手,创新设计双缓冲层结构,兼顾性能与稳定性。
双缓冲层设计
研究团队提出基于应力释放机制的双缓冲层方法,设计出“上紧下松”结构的双层氧化锡缓冲层。上层致密层负责电子高效提取和稳定传输,保障光电性能;下层疏松层有效吸收和释放后续工艺离子轰击及器件弯曲产生的应力。这种分层结构设计从根本上解决了界面应力集中导致的分层问题。
性能数据突破
基于新方法制备的60μm超薄柔性PSTSC表现优异:1cm²器件认证功率转换效率达33.4%,260cm²大面积器件仍保持29.8%的认证效率。更值得关注的是其质量功率密度高达1.77W/g,这一数据在柔性太阳能电池领域处于领先水平,证明其在轻量化应用场景的巨大潜力。
稳定性验证
该柔性PSTSC通过严苛的稳定性测试:经历43000次弯曲循环后,器件仍保持超过97%的初始功率转换效率;在-40℃至85℃的热循环测试中同样展现出卓越的稳定性。这些数据远超行业平均水平,表明该技术已具备实际应用的基本条件。
这项研究通过创新的界面工程解决了柔性叠层太阳能电池的核心痛点,在保持超高效率的同时实现突破性稳定性提升,为产业化进程扫清关键障碍。未来能否在成本控制和大规模生产上取得类似突破,将成为技术落地的关键。