惊人的！一天两篇Nature文章，苏州大学分解柔性?

太阳能电池板不再是巨大的玻璃板，而是像卷轴一样打开，像织物一样折叠。这些是可以附着在任何弯曲表面上的“发电薄膜”。这一设想以惊人的速度成为了中国科学家的现实。 11月10日当天，《自然》发表了中国研究团队的两项突破性研究。它们就像一对“双星”，共同将柔性钙钛矿/硅串联太阳能电池推向超高效率、极端灵活性和卓越稳定性的新水平。这两部著作的共同通讯作者、苏州大学张晓红教授领导的团队及其合作伙伴从不同的路径出发，达到相同的目标，为解决同一全球性问题提供了完美的“中国方案”。第一篇：如薄蝉翼，柔如丝，突破33.6%光电转换效率成绩。第一篇论文标题为“柔性钙钛矿/硅串联太阳能电池装置”，与主流刚性电池的性能差距非常小。该研究是与苏州大学、中科院苏州实验室等单位合作完成的。通讯作者为苏州大学张晓红、杨新波和沙特阿拉伯阿卜杜拉国王大学Stefaan de Wolf教授。三大技术突破 1、“三明治层”的创新：ICO：叠层电池中的H复合层，上下层电池之间需要有“三明治层”来传递电荷。传统材料（如ITO）的表面不够“友好”，导致电荷转移不良，效率有限。研究小组使用了一种名为“RPD沉积的铈氢共掺杂氧化铟”（简称ICO：H）的材料。其表面具有更多的活性位点，可以像“魔术贴”一样牢固地吸附一层有机分子膜（ME-4PACZ），大大提高了充电效率公正。 X射线分析证实该材料具有更均匀、更密集的分子覆盖，从而提高了电池的电压和稳定性。描述：高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池的器件结构（a）、微观结构和元素分布（b、c） 2、“透明电极”也很灵活：原位收集的izo电池的外层是一层透明电极，负责收集电流和传输光。传统的透明电极非常脆，弯曲时会破裂。该团队开发了一种“原位退火”工艺——在沉积氧化锌铟薄膜时，适当加热至75℃，使其结晶更完整、缺陷更少。这不仅提高了导电性和透光率，还显着提高了材料的抗弯曲能力。经过5000次弯曲测试后，传统电极的电阻下降了，而它们的电极则下降了。几乎完好无损。 3、“超薄硅片底下”和“双面纹理”将硅片从通常的120微米减薄到比人的头发还细的65微米，并在其表面形成微米级的纹理。这种结构不仅提高了捕获光线的能力，还可以让钙钛矿层更好地粘附和生长，形成致密且均匀的晶体。表现如何？ —数据效率：认证效率33.6%，开路电压高达2.015V，均为柔性叠片电池的世界纪录。灵活性：可弯曲5000次，弯曲半径为17.6毫米，仍保持91%的初始效率。稳定性：连续光照工作2000小时后，效率仍保持在80%以上；在高温高湿环境下1000小时后，效率仍保持在90%。图片说明：从物理灵活性（a）→弯曲对电气性能的影响（b）→机械性能光学强度（c）→光照下发电的长期稳定性（d）→湿热环境下的耐久性（e），系统验证了“柔性设计”能否在保证光电性能和环境稳定性的同时保持器件的灵活性。该研究从材料的本源出发，着力提升各功能层的本征性能，探索柔性电池的效率极限。 “然而，要实现产业化，光有效率是不够的，必须解决大面积制造和长期机械可靠性的问题（双缓冲层结构的柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池），他们成功研制出全球首个大面积、高效率、高柔性的钙钛矿/硅叠层太阳能电池，证书效率高达33.4%，即使面积扩大到“晶圆级”尺寸260平方，29.8%，创下sol新纪录ar细胞。形成“堆叠电池”的过程，就像两张光滑的纸粘在一起一样，受力时很容易“脱粘”。该团队创新性地设计了一种方法。 “双缓冲层”结构：第一层是“致密”的snoₓ，就像一层固体底漆，保证良好的电流通过；第二层是“松散”的snoₓ，就像一个柔软的枕头，可以吸收后续工作过程中离子溅射造成的影响，防止对底层材料的损坏。控制“吹气时间”并控制薄膜刚度。在制备薄膜Snoₓ时，他们通过pg控制原子层去除设备中的“开花时间”巧妙地调整了薄膜的损耗。开花时间越短，薄膜越松、越小；绽放时间越长，漆膜越浓烈、越光滑。电子显微镜图像清楚地表明，SNOₓ的疏松表面没有减少，并且可以有效地分散应力。松散的SNOₓ层具有更高的表面能和更优异的性能。e悬挂键，可以与上层的C₆₀产生更强的物理互锁和化学键合，从而显着提高界面粘合功能。胶带测试见事实研究人员使用最直观的“胶带剥离测试”来验证界面的强度。结果令人兴奋：使用双缓冲层的样品界面几乎是传统结构的5倍，即使反复撕扯也不易分层。图片说明：钙钛矿电池多层堆叠设计兼具性能与刚性：数据说明效率高：小面积（1cm²）认证效率达到33.35%；大面积（约260cm²）认证效率为29.8%，远超传统单结硅电池的理论极限。超柔韧：弯曲半径42毫米，弯曲43000次后，效率仍保持在97.4%以上，几乎无衰减。环境稳定：在-40℃至85℃的正常循环以及85℃/85%湿度的DAMP耐热测试中，性能保持率超过94%，通过了最严格的工业标准测试。这两篇同时发表的论文——与自然和谐相处，从“材料”和“结构”两条路径上相互配合、相辅相成。第一篇就像一个“全能优等生”。通过两种主要创新材料（ICO：H复合层和原位组合IZO电极），展示了柔性叠层电池的天花板性能可以有多高，几乎与刚性电池的效率相当，为整个领域树立了新的标杆。其创新主要集中在流动材料上。第二篇文章就像“解题专家”，精准识别并解决了柔性叠层电池产业化过程中最关键的“分层界面”问题。通过“双缓冲层”结构，无与伦比的机械强度和m 准备能力的实现。思考之处 这种变化体现在中游流程和结构设计上。高达43,000次的弯曲寿命和晶圆级尺寸的展示显然让高效柔性光伏不再是实验室里的玩具。它已经有了市场雏形，几乎可以被认为是工业化的体现。可“集成”的绿色能源未来正在加速向我们走来。编辑：吴欧论文信息（第一篇）发表期刊 Nature 发表日期 2025 年 11 月 10 日 论文标题 Flexible Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with 33.6% conversion (doi: https://doi.org/10.1038/S41586-025-09849-4) 发表在 11 月 10 日发表的 Nature 杂志上的论文信息（印地语。两篇文章）， 2025 论文标题 具有双缓冲层的柔性钙钛矿/硅串联太阳能电池（DOI：https://doi.org/10.1038/S41586-025-09835-W） 特别声明：ab以上内容（包括照片或视频）由自媒体平台“网易号”用户上传发布。本平台仅提供信息存储服务。 注：以上内容（包括图片和视频，如有）由网易HAO用户上传发布，网易HAO为社交媒体平台，仅提供信息存储服务。