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柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒（CIGS）疊層太陽電池因其兼具鈣鈦礦優(yōu)異的光電性能和CIGS出色的機(jī)械柔韌性，在輕質(zhì)柔性化光伏領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，該體系面臨的關(guān)鍵科學(xué)問題在于，粗糙的CIGS底電池表面會導(dǎo)致鈣鈦礦活性層難以實(shí)現(xiàn)均勻覆蓋，同時傳統(tǒng)自組裝單分子（SAMs）空穴傳輸材料易發(fā)生團(tuán)簇和界面脫附現(xiàn)象，這些因素嚴(yán)重制約了疊層器件（尤其是大面積器件）的光電轉(zhuǎn)換效率和長期穩(wěn)定性。因此，開發(fā)適用于粗糙表面的鈣鈦礦頂電池均勻生長技術(shù)，成為實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定柔性鈣鈦礦/CIGS疊層電池亟待解決的核心難題。

近期，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所硅基太陽能及寬禁帶半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)在葉繼春研究員的帶領(lǐng)下，在前期鈣鈦礦疊層太陽電池研究的基礎(chǔ)上（Nat. Energy 2023,8,1250;Joule 2022,6,2644;Nat. Commun. 2023,14,2166;Adv. Mater. 2023,35,2211962;Adv. Mater. 2024,36,2311501;Adv. Mater. 2025,37,2416530;Nano-Micro Lett. 2025,17;Sci. Bull. 2024,69,1887;Adv. Energy Mater. 2025,15,2403021;Adv. Energy Mater. 2025,15,2405675;ACS Energy Lett. 2024,9,4018），在高效鈣鈦礦/CIGS疊層電池領(lǐng)域取得了新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種反溶劑種子層策略，解耦SAMs吸附與溶解過程，并同步整合鈣鈦礦晶種誘導(dǎo)生長。其中在溶解過程中，高極性溶劑可抑制SAMs中團(tuán)簇，在吸附過程中，低極性反溶劑可為SAMs吸附提供良好的熱力學(xué)環(huán)境。通過引入預(yù)混晶種層，可提升鈣鈦礦的潤濕性、結(jié)晶質(zhì)量和界面粘附力。最終實(shí)現(xiàn)了1 cm²認(rèn)證效率為23.8%的柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池，在連續(xù)工作320小時后仍保持90%以上初始性能，并可在1厘米彎曲半徑下耐受3000次彎折循環(huán)。

相關(guān)成果以“Antisolvent seeding of self-assembled monolayers for flexible monolithic perovskite/Cu(In,Ga)Se tandem solar cells”為題發(fā)表于Nature Energy (DOI:10.1038/s41560-025-01760-6）期刊，寧波材料所應(yīng)智琴副研究員為論文第一作者，楊熹副研究員和葉繼春研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2024YFB3817304）、國家自然科學(xué)基金（62204245、U23A200098）、浙江公益基金白馬湖聯(lián)合基金（LBMHD24E020002）、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2024C01092、2025C01154）、寧波市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023Z151、2024QL037）和寧波材料所所長基金（2022SZKY0307）等項(xiàng)目的支持。

柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽電池的示意圖