近期，中國科學院寧波材料技術與工程研究所硅基太陽能及寬禁帶半導體團隊在高效鈣鈦礦/銅銦鎵硒（CIGS）疊層電池研究方面取得了重大進展。這一成果得益于葉繼春研究員的卓越領導及其團隊的辛勤努力。
據悉，該團隊成功地在一塊面積為1.09平方厘米的電池器件上實現了23.8%的光電轉換效率，這一數據已經過認證，標志著該類電池的世界紀錄被再次刷新。相關研究成果已在國際權威期刊《自然·能源》上發表。
柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池因其獨特的性能組合而備受矚目。鈣鈦礦材料具有出色的光電性能，而CIGS則以其良好的機械柔韌性著稱。這種結合使得柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池成為輕質柔性光伏領域的優選方案，具有廣泛的應用潛力。
然而，在實際應用中，這種電池體系也面臨著一系列挑戰。粗糙的CIGS底電池表面可能導致鈣鈦礦活性層無法均勻覆蓋，從而影響電池的性能。傳統自組裝單分子層（SAMs）作為空穴傳輸材料時，容易發生團簇現象和界面脫附，這些問題進一步限制了大面積器件的光電轉換效率和長期穩定性。
為了克服這些難題，研究團隊創新性地開發了一種反溶劑種子層策略。該策略通過巧妙地解耦SAMs的吸附與溶解過程，并同步誘導鈣鈦礦晶種的生長，從而顯著提升了鈣鈦礦頂電池在粗糙表面的均勻生長能力。在溶解過程中，高極性溶劑有效抑制了SAMs中的團簇形成；而在吸附過程中，低極性反溶劑為SAMs提供了更為有利的熱力學條件。
團隊還引入了預混晶種層，這一舉措進一步改善了鈣鈦礦的潤濕性、結晶質量和界面粘附力。基于這些技術創新，團隊成功制備出了高性能的柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池。
該電池不僅在認證效率上達到了23.8%的卓越水平，而且在連續工作320小時后仍能保持初始性能的90%以上。更令人矚目的是，該電池在1厘米的彎曲半徑下能夠耐受3000次彎折循環，展現出了非凡的穩定性和柔韌性。這一成果無疑為柔性光伏技術的發展注入了新的活力。
