中國科學家取得突破，解決了一項重大設計難題：將光滑的鈣鈦礦層黏合到粗糙的CIGS 基板上，從而推動了柔性太陽能技術的發展。新技術採用智慧溶劑操控和種子層來提高附著力、效率和耐久性。最終，他們研發出了一種柔性串聯太陽能電池，其功率輸出可與剛性太陽能電池媲美，並且能夠彎曲數千次而不會損失太多性能。這可能是超高效輕量化太陽能電池走向實際應用的轉捩點。

採用抗溶劑接種法開發的柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽能電池。圖片來源：NIMTE

中國研究人員開發出一種方法，透過改進頂層和底層黏合的方式，使柔性串聯太陽能電池更加高效和耐用。

設計的核心是銅銦鎵硒(CIGS)，這是一種廣泛使用的半導體，以其可調帶隙、強光吸收、對溫度變化的低敏感性以及出色的長期穩定性而聞名。這些特性使CIGS 成為下一代串聯太陽能電池底層的理想材料。

在柔性疊層太陽能電池中，頂層鈣鈦礦（一種高效的吸光材料）與底層CIGS（銅銦鎵硒）結合。這種組合為輕量化、高性能太陽能板提供了巨大的潛力。然而，CIGS層的粗糙結構使得在其上沉積高品質的鈣鈦礦薄膜變得困難，這對其商業化發展構成了關鍵障礙。

在今天（4 月18 日）發表在《自然能源》雜誌上的一項研究中，中國科學院寧波材料技術與工程研究所（NIMTE）葉繼春教授領導的研究小組開發了一種創新的反溶劑接種策略，以提高鈣鈦礦頂電池在粗糙表面上的性能。

科學家將自組裝單層(SAM) 的吸附與溶解過程分離，同時整合了鈣鈦礦晶種技術。他們利用高極性溶劑防止SAM 在溶解過程中聚集，同時以低極性溶劑作為抗溶劑，促進吸附過程中緻密SAM 的形成。此外，預混的晶種層改善了鈣鈦礦的潤濕性和結晶性，確保其與基底的牢固黏附。

憑藉這些創新技術，團隊製作了一塊面積為1.09平方公分的柔性單晶片鈣鈦礦/CIGS疊層太陽能電池。與頂級剛性太陽能電池相比，該裝置實現了高達24.6%的穩定效率（認證效率為23.8%），這是迄今為止柔性薄膜太陽能電池的最高效率之一。

經過320 小時的運行和3000 次半徑為1 公分的彎曲循環後，該設備仍保留了其初始效率的90% 以上，表現出卓越的機械耐久性和長期穩定性。

編譯自/ ScitechDaily