湖南一大学生团队突破钙钛矿太阳能电池高柔韧性瓶颈

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-08-18 14:20:54

在阳光下打开手机壳的折叠太阳能板,按下开关,手机立马进入充电状态。13日正午时分,位于湖南衡阳的南华大学校园里,该校柔能光电项目团队成员展示了他们的最新成果——一款能随光充电的柔性钙钛矿太阳能手机壳。


8月13日,团队成员展示柔性钙钛矿太阳能手机壳。尹柳清 摄

不同于传统的刚性太阳能板,柔性钙钛矿太阳能电池轻薄可弯曲,不仅贴合手机背板,还能应用于背包、无人机机翼等多种曲面。只要有光照,设备就能即时发电补充电力,无需额外电源。

钙钛矿太阳能电池因高光电转化效率和低成本,被视为接棒硅基光伏的下一代核心技术。然而在柔性化应用中,如何同时兼顾抗弯折性能、稳定性,以及在长时间、多次形变后依旧保持高转化效率,成为制约其规模化应用的核心技术瓶颈。

2022年,南华大学大学生创新项目柔能光电团队成立,将柔性钙钛矿太阳能电池的柔韧性作为研发重点,并将突破口锁定于高柔性-高导电-聚合物透明电极,潜心攻克ITO电极易裂、钙钛矿薄膜易断、层间界面易分离三大技术瓶颈。

“柔性器件发展到现在,最主要的问题在于抗弯折性能不够,器件在长时间弯折后,光电转化效率就会衰减。”南华大学柔能光电项目团队指导老师于彬彬介绍,他们早期的产品只能弯一千次,通过技术革新现在可以折弯一万次且产品保持较高效率,并且产品使用寿命达到3至5年,可基本满足适配应用场景的需求。

南华大学柔能光电项目团队创始人唐俊杰介绍,团队自主研发PEDOT:PSS透明柔性电极,替代传统脆性ITO材料,并用低成本液相成膜法制备,解决了ITO电极易裂问题。同时,团队创新使用晶粒分子桥连技术,在钙钛矿晶粒间引入连接分子,如同给砖块加钢筋,解决薄膜断裂难题;并通过双向界面键合技术革新,通过多官能团分子实现层间化学粘合,实现太阳能电板长期弯折使用中不易分离。

这些创新让柔性钙钛矿光伏器件实现轻、薄、柔三大优势,在保持高透光度的同时实现稳定输出,还大幅提升了耐用性,为户外设备、可穿戴电子产品、建筑光伏一体化、便携式光伏设备等多种应用场景,提供了更加高效、稳定且可靠的清洁能源解决方案。

柔性钙钛矿太阳能电池样品。记者 鲁毅 摄

目前,柔能光电项目技术已形成小面积电池器件和大面积柔性电池组件两大产品,并已在3家企业成功落地,意向订单达1000万元。该项目团队也收获了20余项省级以上荣誉。

唐俊杰介绍,小面积电池器件已应用于光伏手机壳、户外光伏背包,大面积柔性电池组件的试点产品已在别墅等建筑的玻璃幕墙上嵌入使用,与外墙面有效搭配并形成了BIPV光伏建筑一体化。

专注于清洁能源领域市场研究的Navistrat Analytics数据显示,全球钙钛矿太阳能电池市场规模到2024年达到近2.5亿美元,预测到2032年的复合年增长率将达到71.5%。

面对市场规模化应用需求,柔能光电项目团队正持续优化材料配方与生产工艺。唐俊杰介绍,目前产品弯折10000次后,效率仍能维持85%,未来将冲击90%的新目标,并在大面积光伏薄膜制备的均匀性方面攻坚突破,为柔性钙钛矿的商业化落地奠定更坚实的技术基础。(完)

参考消息来源:中国新闻网

责任编辑:wanqin
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
“链”上发力!极电光能牵头大面积柔性钙钛矿生态型创新联合体成功获批来源:极电光能 发布时间:2026-09-17 09:49:03

近日,由极电光能牵头组建的“无锡市大面积高效柔性钙钛矿太阳能电池与装备技术创新联合体”成功入选2026年度无锡市生态型创新联合体拟建设名单。该联合体聚焦柔性钙钛矿光伏技术产业化瓶颈,如大面积制备、效率与稳定性协同提升及装备适配等共性难题,联合上下游企业、重点高校共同开展系统攻关。作为无锡市“链主”企业,极电光能依托“极创+”量产技术体系,已形成覆盖设计、设备、工艺到运维的全价值链整线解决方案,支撑技术快速向产线转化。此次获批标志着其角色从承担具体任务的技术攻关者,升级为统筹资源、组织协同的产业链创新引领者,旨在提升无锡钙钛矿产业创新集群整体竞争力。(198字)

包头市:布局钙钛矿、叠层等新一代太阳能电池技术来源:包头市人民政府 发布时间:2026-09-11 08:49:42

包头市于9月8日发布《“十五五”时期推动清洁能源产业高质量发展行动方案》,旨在加快构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系,助力老工业基地绿色转型。方案提出到2030年实现新能源并网装机2400万千瓦、储能装机750万千瓦的发展目标,并围绕供给提升、储能扩容、风光制氢、传统能源清洁利用及生物质开发五大方向部署重点任务。在装备升级方面,强调做优晶硅光伏配套(如铝边框、多晶硅芯),同时前瞻性布局钙钛矿、叠层等新一代太阳能电池技术产业,推动技术迭代与本地化配套。此外,方案还系统规划了电网强化、氢能管网、充换电设施、创新平台建设及产业生态优化等支撑举措,突出以新质生产力引领清洁能源全产业链高质量发展。(199字)

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目落地云南来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-09-09 09:24:56

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目在云南丽江落地,依托云南省重大科技专项“绿氢高效制备关键技术研究及应用”,由昆明理工大学、三峡集团云南公司与仁烁光能联合实施。项目突破两大核心技术瓶颈:一是研发出稳定性显著提升的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,光电转化效率达33%,双85老化1100小时后性能保持率超90%;二是开发出高性能钴基非贵金属电解水催化剂,实现大电流下高效稳定制氢。配套建成1000Nm³/h“光伏直连制氢”示范工程,年产绿氢320吨,并投运高原适用的集装箱式氢燃料电池热电联产系统,形成覆盖“发电—制氢—储运—用能”的全链条零碳微循环模式。(199字)

高纪凡主任领衔科研团队,天合光能首次以第一通讯单位登顶《Nature》来源:天合光能 发布时间:2026-08-20 09:48:21

天合光能联合复旦、东南大学在《Nature》发表钙钛矿/钙钛矿/硅三结叠层电池突破性成果,首次以第一通讯单位登顶该刊。团队攻克宽带隙钙钛矿电压损失与光学失配难题,实现32.22%世界最高稳态效率(16 cm²器件达26.97%),为轻质高效空间光伏提供新路径。

硒钼科技与贝克勒尔签署战略合作协议 共同开发高效高稳定性钙钛矿材料来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-08-20 08:55:18

2026年8月15日,硒钼科技与贝克勒尔签署战略合作协议,聚焦高效高稳定性钙钛矿材料的联合研发。硒钼科技作为AI for Science(AI4S)领域先行者,依托自主物理建模算法与融合物理约束的AI生成模型,致力于加速新材料发现;贝克勒尔则为专注钙钛矿-晶硅叠层电池产业化的新锐企业,拥有沈文忠、蔡墨朗等光伏领域资深专家的技术支撑。双方将结合硒钼科技的AI驱动材料设计能力与贝克勒尔在钙钛矿材料性能、器件结构及稳定性方面的实验数据与工程经验,构建“理论设计—高通量计算—合成验证—反馈优化”的闭环研发范式,重点突破钙钛矿本征稳定性瓶颈。合作成果将形成面向产业链的AI驱动材料发现产品,并计划未来向更广泛的AI for Material领域拓展。(199字)

给钙钛矿“抛光上漆” 太阳能电池也可兼得“高效”与“长寿”来源:光明日报 发布时间:2026-08-17 09:38:20

北京大学周欢萍教授团队针对钙钛矿太阳能电池“高效率”与“长寿命”难以兼顾的难题,提出一种基于等离子体的表面工程新策略:先用氩气等离子体物理刻蚀去除缺陷富集的表层(“抛光”),再利用四氟化碳等离子体激活氟物种,原位生成4–7纳米厚、连续致密的氟化铅保护层(“上漆”)。该方法显著降低界面缺陷密度约一个数量级,优化能级排列,提升电荷提取效率。实验表明,小面积电池光电转换效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环应力下均表现出优异稳定性。该技术为高性能钙钛矿光伏产业化提供了新路径。

云南省钙钛矿太阳能电池技术研发取得新进展来源:云南网 发布时间:2026-08-11 09:15:20

云南省昆明理工恒达科技与昆明理工大学黄惠教授团队在钙钛矿太阳能电池技术研发上取得重要进展。团队实现小面积单结器件认证效率27.16%,并完成有效面积661 cm²组件的小批量工艺验证;已稳定制备30 cm×30 cm组件,转化效率达22%,目标提升至24%以上。针对产业化中面积放大导致的效率衰减与薄膜均匀性等难题,团队构建产学研联合体,推行“基础研发+工程放大”双轨路径:材料层面首创体相与晶界缺陷协同抑制策略,不同带隙器件效率达24.12%–26.84%,1000小时运行后效率保持率94%;界面工程优化埋层并抑制非辐射复合,1200小时保持率96%;电极工艺采用银-铜合金共蒸镀及低温刷涂技术,降低贵金属用量,适配卷对卷量产。(199字)

突破31%!钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池新纪录:双界面工程助力效率与稳定性双丰收来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-08-06 08:36:09

本文报道了我国科研团队在钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池领域取得的重大突破:通过创新性提出“双界面载流子传输工程”(DICTE)策略,同步优化底部(空穴侧)与顶部(电子侧)界面,成功将小面积器件效率提升至31.09%(认证30.57%),大面积器件达28.85%,并显著增强长期稳定性——未封装器件在氮气环境中储存3576小时后效率保持94%,70°C热老化960小时后仍超90%,最大功率点跟踪756小时后保持91%。研究针对CIGS表面粗糙导致钙钛矿成膜不均、界面能级失配及缺陷复合等核心瓶颈,分别采用双层NiOₓ空穴传输层实现保形覆盖与高效空穴提取,以及EDADI/p-F-PEAI双分子协同钝化改善电子传输与能带匹配,系统解决了效率与稳定性难以兼顾的难题,为叠层光伏实用化提供了新路径。(199字)

1GW钙钛矿光伏生产基地落地湖南常德来源:湖南可再生能源学会 发布时间:2026-08-05 09:04:49

本文报道了湖南省在“项目大谋划、谋划大项目”行动中推进重大项目建设的最新进展。7月30日,湖南省发改委在长沙举办重大项目第二次路演活动,集中展示50个重点优质项目,涵盖主导产业升级、新质生产力培育和绿色低碳转型等领域。其中,炎和科技拟投资8亿元,在常德高新区建设总产能1GW的钙钛矿光伏生产基地,一期已建成全球首条100MW消费级钙钛矿光伏全自动黑灯工厂并投产,二期、三期正规划建设;岳阳临一云川高空风能发电装备制造项目二期总投资约10亿元,达产后年产高空风电装备超50台套,助力完善新能源装备制造产业链。湖南将持续强化要素保障与机制建设,推动优质项目落地转化。

北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展来源:北京大学材料科学与工程学院 发布时间:2026-08-04 10:11:25

北京大学周欢萍团队针对钙钛矿太阳能电池因软晶格和低缺陷形成能导致的界面缺陷多、稳定性差等关键瓶颈,提出一种基于氩气/四氟化碳混合等离子体的表面工程新策略。该方法分两步实现原位界面重构:先以Ar等离子体物理刻蚀去除表面缺陷层,再利用CF₄等离子体产生的活性氟与未配位铅离子反应,构筑4–7纳米厚、连续致密且强键合的氟化铅钝化层。该钝化层显著降低界面缺陷密度(降幅约90%),提升载流子寿命与能级匹配,从而同步增强效率与稳定性。小面积电池效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环老化等多条件下展现出优异长期稳定性。研究成果发表于《Science》。

钙钛矿—有机叠层太阳能电池研究取得新突破来源:人民日报 发布时间:2026-08-03 09:13:49

本文报道了中国科学院化学研究所李永舫院士与孟磊研究员团队在钙钛矿—有机叠层太阳能电池领域取得的重要进展。该团队成功研制出稳态光电转换效率达28.04%的新型叠层器件,成果发表于《自然》期刊。此类电池由宽带隙钙钛矿子电池与窄带隙有机子电池串联构成,旨在拓宽光谱响应、突破单结电池的理论效率极限。针对长期制约其性能的宽带隙钙钛矿前电池电压损失大、光照下易发生相分离及稳定性差等关键问题,研究团队提出“全阶段调控”策略,通过引入可光转换的添加剂分子,优化钙钛矿组分混合均匀性,并增强其与表面的结合力,从而显著抑制相分离、提升电压输出与运行稳定性。