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效率刷新世界纪录，我国在柔性钙钛矿 / CIGS 太阳能电池研究方面取得突破 周末游戏网2025-05-19

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本站 4 月 21 日消息，据中国科学院宁波材料技术与工程研究所消息，旗下硅基太阳能及宽禁带半导体团队在叶继春研究员的带领下，在前期钙钛矿叠层太阳电池研究的基础上，在高效钙钛矿 / 铜铟镓硒（CIGS）叠层电池领域取得了新进展。

该团队在 1.09 平方厘米器件上实现了 23.8% 的认证光电转换效率，刷新该类型电池的世界纪录。相关成果于 4 月 18 日发表在《自然・能源》上。

柔性钙钛矿 / 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。

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。

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。最终实现了 1 cm2 认证效率为 23.8% 的柔性钙钛矿 / CIGS 叠层太阳电池，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。

▲柔性钙钛矿 / CIGS 叠层太阳电池的示意图

本站附论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41560-025-01760-6