柔性太阳能电池
柔性钙钛矿太阳能电池实现了高效可弯曲能量转换，为下一代可穿戴设备提供了可能。然而，从实验室原型到工业规模组件的转化进程，受限于印刷过程中钙钛矿胶体颗粒的非均匀沉积，导致光电转换效率下降。
本研究嘉兴学院周二军、北京化工大学于润楠和谭占鳌等人通过引入金属螯合物，调控钙钛矿薄膜的纳米力学性能。该策略不仅聚焦于薄膜的纳米力学特性，还揭示了其物理性能与机械柔韧性之间的内在联系。纳米力学-光电性能协同调控：系统阐明了金属螯合物通过静电作用与氢键调控薄膜模量与应变，同步提升载流子寿命与器件稳定性，为柔性光电器件设计提供新思路。
钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池兼具高效率与低成本的优势，具有巨大的发展潜力。近期，《自然》杂志同时发表的两项柔性钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池的研究，报道了该方向效率及稳定性的重大进展。图1.使用双缓冲层氧化锡的柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池，性能分析及各项参数对比。最终研制出的柔性钙钛矿-晶硅叠层电池效率高达33.6%，开路电压达到2.015V。
中国制造商表示，该叠层电池采用双缓冲层策略开发，既提升了界面粘附力，又保持了高效的电荷提取。图片来源：隆基中国光伏组件制造商隆基宣布，其1平方厘米柔性钙钛矿-硅叠层太阳能电池实现了33.35%的功率转换效率。在标准照明条件下测试时，1cm串联电池效率为33.35%，开路电压为1.996V，短路电流密度为19.77mA/cm2，填充因子为84.5%。
柔性钙钛矿太阳能电池是下一代便携式、可穿戴及建筑一体化光伏器件的理想候选者。这一双重功能促使EtOPACz在柔性基底上组装形成致密、均匀的分子层，从而增强界面附着力、改善钙钛矿薄膜质量并促进空穴提取。因此，采用EtOPACzSAM的f-PSCs实现了25.11%的卓越能量转换效率，为目前报道的f-PSCs中最高值之一。这些结果表明，极性醚链段工程为同时优化高性能f-PSCs的界面接触、电荷传输和机械耐久性提供了一条强有力的策略。
本研究提出了一种具有应力释放机制的双缓冲层策略，通过协同作用减轻后续溅射沉积过程中的离子轰击，在保持高效电荷提取的同时增强界面粘附性。通过调控原子层沉积的吹扫时间设计的疏松SnOx缓冲层可耗散应变能，而致密SnOx层则能确保稳固的电接触。
钙钛矿材料因其固有的机械柔性和轻量特性，在超柔性太阳能电池中具有极大的应用前景。虽然NiOX在刚性倒置钙钛矿太阳能电池的制备中引起了广泛关注，但仍需钝化策略以提高NiOX/钙钛矿界面的稳定性，并进一步调节能级以获得更好的性能。u-FPSCs的结构和性能使用NiOX/2PACz作为空穴传输层的超柔性钙钛矿太阳能电池配置示意图。在AM1.5G氙灯照射下，使用干燥氮气流测量的超柔性钙钛矿太阳能电池的功率输出。
上海交通大学戚亚冰团队研究证实，在氧化铟锡透明聚酰亚胺基板上联合使用氧化镍与膦酸自组装单分子层作为空穴传输材料，可显著提升器件稳定性。研究意义攻克稳定性瓶颈：首次实现超柔性钙钛矿电池在空气中T80超过260小时的突破性稳定性，为柔性器件的实际应用扫除关键障碍。深度精度1.本研究成功制备了基于NiOX/2PACz双分子层空穴传输结构的超柔性钙钛矿太阳能电池。
研究亮点1、提出NiO/2PACz双空穴传输层结构，有效调控能级对齐并提升界面稳定性，实现超柔性钙钛矿电池20.3%的效率，为目前同类器件最高水平。
2025年11月14日上海交通大学戚亚冰于Joule刊发双空穴传输层用于超柔性钙钛矿太阳能电池具有前所未有的稳定性的研究成果，本研究表明，在氧化铟锡（ITO）涂覆的透明聚酰亚胺基底上，采用氧化镍和[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸（2PACz）自组装单层作为空穴传输材料，可以显著提高器件的稳定性。该策略使得器件的效率达到20.3%，并在惰性条件下保持1200小时的稳定功率输出。此外，集成15 nm Al₂O₃ 湿度屏障后，在空气中放置130小时后，效率仍保持90%，且比功率(27.2 W/g) 不受影响，从而为超柔性太阳能电池建立了创纪录的环境稳定性。
