23.8%!柔性鈣鈦礦電池效率刷新紀錄

日前，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所與合作者成功制備出1平方厘米認證效率為23.8%的柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒(CIGS)疊層太陽(yáng)電池。電池在連續工作320小時(shí)后，仍能保持90%以上初始性能。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然-能源》。

柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽(yáng)電池因兼具鈣鈦礦優(yōu)異的光電性能和CIGS出色的機械柔韌性，在輕質(zhì)柔性化光伏領(lǐng)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(chǎng)景的重要技術(shù)選擇之一。

然而，開(kāi)發(fā)適用于粗糙表面的鈣鈦礦頂電池均勻生長(cháng)技術(shù)，是實(shí)現高效、穩定柔性鈣鈦礦/CIGS疊層電池亟待解決的核心難題。

研究團隊在前期鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池研究的基礎上，開(kāi)發(fā)了一種反溶劑種子層策略，解耦SAMs吸附與溶解過(guò)程，并同步整合鈣鈦礦晶種誘導生長(cháng)。在溶解過(guò)程中，高極性溶劑可抑制SAMs中團簇;在吸附過(guò)程中，低極性反溶劑可為SAMs吸附提供良好的熱力學(xué)環(huán)境。通過(guò)引入預混晶種層，研究人員提升了鈣鈦礦的潤濕性、結晶質(zhì)量和界面黏附力。

研究團隊最終制備了1平方厘米認證效率為23.8%的柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽(yáng)電池，是目前1平方厘米柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽(yáng)電池效率的最高值，制備出的電池在連續工作320小時(shí)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(huán)。