2026年4月10日,南昌大学谈利承、陈义旺团队在《Science Advances》刊发研究成果,针对柔性钙钛矿太阳能电池(PVSCs)长期存在的稳定性与机械耐久性难题取得关键突破,为该技术的商业化应用奠定了重要基础。
柔性钙钛矿太阳能电池因其轻质、可弯曲、低温可加工的独特优势,成为下一代光伏技术的有力候选,在便携式电源、可穿戴电子、建筑光伏及空间技术等领域具有广阔应用前景。然而,源于非均匀A位掺杂引发的面外非均匀应变,以及富碘化铅(PbI₂)表面产生的残余应力,严重限制了其长期稳定性、机械耐久性及产业化进程。
针对上述瓶颈,研究团队采用双重优化策略实现突破:一是通过精准优化A位阳离子掺杂比例,有效降低晶格缺陷密度与微观应变,提升组分均匀性,同时借助先进的面外应变可视化技术,揭示了应变均匀化的关键路径;二是在富PbI₂表面原位形成二维钙钛矿层,该层可有效释放残余应力、促进界面载流子传输,同时显著增强钙钛矿薄膜的机械性能。
测试结果显示,该策略成效显著:刚性钙钛矿电池最高光电转换效率达26.59%,柔性器件效率达25.88%(第三方认证效率为25.55%);大面积柔性组件表现优异,25平方厘米模组效率达21.77%,100平方厘米模组效率达19.23%。在稳定性与耐久性方面,未封装的柔性器件经2000小时运行跟踪测试(ISOS-L-1标准)后仍保持初始效率的97.8%,且在湿热、热循环及机械测试中均展现出卓越的耐久性,其中封装器件在85℃/85%相对湿度湿热测试1000小时后保持近90%初始效率,经−40℃至85℃冷热循环500小时后保持92.1%初始效率,11000次弯曲循环后仍能保留90%以上初始效率。
该研究首次系统阐明了A位阳离子掺杂对钙钛矿晶格应变的调控机制,构建了高效稳定的界面工程策略,不仅破解了柔性钙钛矿电池的核心技术瓶颈,更为其商业化落地提供了关键的理论支撑与技术路径。
消息来源:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aec3238西安浴日光能科技有限公司
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