韩国材料科学研究所(KIMS)能源与环境材料研究部由Dong-chan Lim博士和So-yeon Kim博士领导，开发了一种即使在高湿度条件下也能保持稳定的高度耐用的柔性钙钛矿太阳能电池材料和制造工艺。这一突破使得在环境空气中生产高效太阳能电池成为可能，而无需昂贵的设备，从而有可能显着降低制造成本。
钙钛矿因其优异的吸光性、低生产成本以及能够制造成薄而柔性薄膜的能力，作为能够替代传统硅太阳能电池的下一代材料而受到关注。然而，其对潮湿的脆弱性对商业化构成了主要障碍。因此，制造通常需要低湿度环境或惰性气体条件。此外，在生产柔性钙钛矿时确保机械耐久性仍然是一个重大挑战。
为了应对这些挑战，研究团队引入了一种缺陷钝化策略，利用二维(2D)钙钛矿材料从顶部和底部夹住太阳能电池的吸光层。因此，他们成功制造了高效、耐用的柔性太阳能电池，即使在高达 50% 的相对湿度条件下也能稳定运行。太阳能电池还表现出出色的稳定性，在运行2800小时后仍能保持超过85% 的效率。此外，这些设备在10000次弯曲循环后仍保持了96% 的初始效率，并在极端剪切滑动测试中保持了 87% 的效率，验证了其机械坚固性。
这一成果展示了一种无需昂贵的温度和湿度控制环境即可制造钙钛矿太阳能电池的技术，同时也表现出迄今为止开发的柔性太阳能电池中最高水平的机械稳定性之一。值得注意的是，该技术还通过成功应用于大面积连续生产工艺来证明其可扩展性，增强了其商业化潜力。预计这一进展将加速可卷曲太阳能电池和可穿戴电子市场的增长，同时也推动大规模制造工艺的产业化，增强太阳能技术的国际竞争力。
KIMS首席研究员Dong-chan Lim博士表示：“有了这项技术，现在可以在环境空气中制造高效的钙钛矿太阳能电池，而无需昂贵的设备，从而大大降低了生产成本。” 他补充道：“特别是，柔性器件的卓越耐用性使其成为可穿戴电子产品和车辆集成太阳能发电系统应用的有前途的候选者。”
该研究是与弗里堡大学(瑞士)、釜山国立大学和富庆国立大学等国内外研究团队合作进行的。研究结果于2025年05月31日发表在著名期刊《Chemical Engineering Journal》上。
除了这项技术之外，研究团队还计划继续开发下一代太阳能电池材料，这些材料在国内外各种环境中具有出色的耐用性，同时降低生产成本。该团队还旨在进一步推进大面积太阳能电池加工技术，以实现全面商业化。
(消息来源：www.eurekalert.org, Chemical Engineering Journal, Perovskite-info.com)
