記者5日從西湖大學獲悉，該校未來產(chǎn)業(yè)研究中心、工學院王睿團隊在柔性疊層太陽電池領(lǐng)域取得重要突破——他們成功讓鈣鈦礦與銅銦鎵硒兩種材料疊在一起,，光電轉(zhuǎn)換效率達到23.4%。相關(guān)研究成果日前刊發(fā)在《自然·光子學》期刊上,。

“如果把單結(jié)鈣鈦礦太陽電池比作單層蛋糕，疊層太陽電池便是多層蛋糕,?！蓖躅４虮确秸f，每一層半導體材料層都能“捕捉”特定波長的太陽光,。因此它能吸收比“單層”電池更廣泛的太陽光能量,，更高效地將太陽光轉(zhuǎn)化為電能，從而突破單結(jié)太陽電池轉(zhuǎn)換效率天花板,。

王睿團隊選擇將鈣鈦礦與銅銦鎵硒（CIGS）這兩種材料進行疊層研究,。

制備疊層太陽電池,，如同在微觀世界里做蛋糕,，是個手藝活。這塊“蛋糕”不僅有15層之多,，而且對每一層的厚度,、均勻性都有嚴格要求。

2022年,，王睿實驗室啟動兩端柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池研發(fā)工作,。經(jīng)過一年多嘗試，銅銦鎵硒基底上的鈣鈦礦薄膜依然布滿孔洞,，無法形成致密光吸收層,。2023年底，團隊成員田柳文和王睿商量后決定,，跳出之前一直使用同一種鈣鈦礦薄膜制備工藝的思維定式,，在銅銦鎵硒基底上嘗試不同的鈣鈦礦薄膜制備工藝。

遭遇多次失敗后,，他們終于在電鏡下首次發(fā)現(xiàn),，其中一個樣品具有均勻致密的鈣鈦礦表面形貌。此后,，王睿團隊通過優(yōu)化鈣鈦礦層以及其他層的制備工藝,，在兩端柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池技術(shù)上實現(xiàn)了快速突破，光電轉(zhuǎn)換效率不斷攀升,。

“這種柔性輕薄的疊層太陽電池,，厚度僅相當于一根頭發(fā)絲的直徑，其未來有望應(yīng)用于建筑,、汽車,、飛行器,、柔性可穿戴設(shè)備等多個領(lǐng)域?！蓖躅＝榻B,。（記者 劉園園）