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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),，努力搶占科技制高點(diǎn),，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn),。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿,、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,、面向國家重大需求,、面向人民生命健康,，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫,，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu),。

——中國科學(xué)院辦院方針

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柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池研究獲進(jìn)展

2025-04-21 寧波材料技術(shù)與工程研究所

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柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池因兼具鈣鈦礦優(yōu)異的光電性能和銅銦鎵硒出色的機(jī)械柔韌性,，在輕質(zhì)柔性化光伏領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用前景,。但是,，該體系面臨的科學(xué)問題在于，粗糙的銅銦鎵硒底電池表面導(dǎo)致鈣鈦礦活性層難以實(shí)現(xiàn)均勻覆蓋,，同時(shí)傳統(tǒng)自組裝單分子空穴傳輸材料易發(fā)生團(tuán)簇和界面脫附現(xiàn)象,。這些因素制約了疊層器件尤其是大面積器件的光電轉(zhuǎn)換效率和長期穩(wěn)定性。因此,，開發(fā)適用于粗糙表面的鈣鈦礦頂電池均勻生長技術(shù),，成為實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層電池亟待解決的難題。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春團(tuán)隊(duì)在前期鈣鈦礦疊層太陽電池研究的基礎(chǔ)上,，在高效鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層電池研究方面取得進(jìn)展,。該研究開發(fā)出反溶劑種子層策略，解耦自組裝單分子吸附與溶解過程,，并同步整合鈣鈦礦晶種誘導(dǎo)生長,。研究發(fā)現(xiàn)，在溶解過程中,，高極性溶劑可抑制自組裝單分子中團(tuán)簇,；在吸附過程中，低極性反溶劑可為自組裝單分子吸附提供良好的熱力學(xué)環(huán)境,。通過引入預(yù)混晶種層,，可提升鈣鈦礦的潤濕性、結(jié)晶質(zhì)量和界面粘附力,。

該研究實(shí)現(xiàn)了1 cm²認(rèn)證效率為23.8%的柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池,，在連續(xù)工作320小時(shí)后仍保持90%以上初始性能，并可在1 cm彎曲半徑下耐受3000次彎折循環(huán),。

相關(guān)研究成果以Antisolvent seeding of self-assembled monolayers for flexible monolithic perovskite/Cu(In,?Ga)Se tandem solar cells為題,，發(fā)表在《自然-能源》（Nature Energy）上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、國家自然科學(xué)基金以及浙江省和寧波市相關(guān)項(xiàng)目的支持,。

柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池示意圖

柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池因兼具鈣鈦礦優(yōu)異的光電性能和銅銦鎵硒出色的機(jī)械柔韌性，在輕質(zhì)柔性化光伏領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用前景,。但是,，該體系面臨的科學(xué)問題在于，粗糙的銅銦鎵硒底電池表面導(dǎo)致鈣鈦礦活性層難以實(shí)現(xiàn)均勻覆蓋,，同時(shí)傳統(tǒng)自組裝單分子空穴傳輸材料易發(fā)生團(tuán)簇和界面脫附現(xiàn)象,。這些因素制約了疊層器件尤其是大面積器件的光電轉(zhuǎn)換效率和長期穩(wěn)定性。因此,，開發(fā)適用于粗糙表面的鈣鈦礦頂電池均勻生長技術(shù),，成為實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層電池亟待解決的難題。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春團(tuán)隊(duì)在前期鈣鈦礦疊層太陽電池研究的基礎(chǔ)上,，在高效鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層電池研究方面取得進(jìn)展,。該研究開發(fā)出反溶劑種子層策略,，解耦自組裝單分子吸附與溶解過程，并同步整合鈣鈦礦晶種誘導(dǎo)生長,。研究發(fā)現(xiàn)，在溶解過程中,，高極性溶劑可抑制自組裝單分子中團(tuán)簇,；在吸附過程中，低極性反溶劑可為自組裝單分子吸附提供良好的熱力學(xué)環(huán)境,。通過引入預(yù)混晶種層,，可提升鈣鈦礦的潤濕性、結(jié)晶質(zhì)量和界面粘附力,。該研究實(shí)現(xiàn)了1 cm2認(rèn)證效率為23.8%的柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池,，在連續(xù)工作320小時(shí)后仍保持90%以上初始性能，并可在1 cm彎曲半徑下耐受3000次彎折循環(huán),。相關(guān)研究成果以Antisolvent seeding of self-assembled monolayers for flexible monolithic perovskite/Cu(In,?Ga)Se tandem solar cells為題,，發(fā)表在《自然-能源》（Nature Energy）上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、國家自然科學(xué)基金以及浙江省和寧波市相關(guān)項(xiàng)目的支持,。柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池示意圖

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