我国实现柔性钙钛矿光伏电池新突破光电转化效率达27.5%

游戏天地 2025年08月26日 01:04 1 admin

近日，南京大学谭海仁教授牵头的研究团队在柔性钙钛矿叠层光伏电池领域取得重大突破。团队创新开发的“气体淬火辅助的原位涂层技术”，大幅缩小了柔性钙钛矿电池与刚性电池之间的光电转化效率差距。目前，相关实验室成果已进入企业转化与中试阶段，核心研究论文于8月22日在《自然—光子学》刊发，标志着我国在该领域的研究跻身国际前沿。

钙钛矿是当前光伏领域的明星材料，相较于传统晶硅材料，它不仅重量轻、制备工艺简单、材质可弯曲，更具备优异的光电转化潜力，被视为下一代光伏技术的核心发展方向。长期以来，钙钛矿薄膜的制备多依赖玻璃等刚性基板，尽管这类刚性钙钛矿电池的光电转化效率已逼近成熟晶硅电池，却未能充分释放钙钛矿“柔性化”的独特优势。与之相对，以塑料为代表的柔性基板虽能体现钙钛矿的柔性特质，但制备出的钙钛矿薄膜普遍存在缺陷多、结晶质量差等问题，导致光电转化效率难以提升。

传统柔性钙钛矿电池的效率瓶颈，主要源于两大痛点：一是柔性基板表面平整度不足，影响薄膜均匀性；二是添加剂使用时机错位，多数方案将添加剂提前混入钙钛矿溶液，无法精准匹配缺陷产生的时机。对此，谭海仁团队开发的新技术在钙钛矿薄膜结晶过程中，以气体淬火方式动态引入添加剂，实现了对晶体缺陷的精准修复。

实验数据显示，采用新方案的小面积柔性全钙钛矿叠层电池光电转化效率达到27.5%；大面积组件认证效率达23.0%，几何填充因子高达95.8%，创下当前柔性钙钛矿组件效率的世界纪录。组件在10毫米弯曲半径下经历10000次反复弯曲后，仍能保持97.2%的初始效率，远超行业常规标准。

然而，在技术工业化量产的进程中，仍面临着诸多挑战，柔性基板的平整度波动、涂层速度的细微差异、气体流量的精准控制，任何一个环节的偏差都可能影响薄膜质量。为此，2023年南京大学与仁烁光能共建“钙钛矿光伏校企联合实验室”，高校与企业人员互派、联合办公，形成了“问题—攻关—验证”的闭环。今年，这支校企联合团队成功将原位涂层技术移植到工业级狭缝涂布设备上，实现了宽带隙钙钛矿薄膜在800多平方厘米柔性基板上的一次成型，为技术规模化生产奠定了基础。

未来，团队将继续深化“基础研究突破—中试放大—产业转化”的校企协作模式，一方面持续攻关，研发面积更大、光电转化效率更高的柔性钙钛矿电池；另一方面加速推进技术成熟度，推动这一轻量化、高适配性的光伏技术早日走出实验室、迈入市场，为全球新能源产业提供更灵活的绿色能源解决方案。