赞！苏州大学一天2篇Nature

钙钛矿/硅叠层太阳能电池由于其超高的功率转换效率(PCE)，已经成为下一代光伏技术的有前途的候选。然而，在反复的环境应力循环中产生的机械应力对于柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池来说仍然是一个关键的挑战，导致界面脱层和器件退化。

2025年11月10日，苏州大学张晓宏、刘江、隆基绿能何博、曲铭浩、徐希翔、李振国共同通讯在Nature在线发表题为“Flexible perovskite/silicon tandem solar cell with a dual buffer layer”的研究论文，该研究提出了一种具有应力释放机制的双缓冲层策略，以协同减轻后续溅射沉积期间的离子轰击，并增强界面粘附力，同时保持有效的电荷提取。通过调整原子层沉积的净化时间而设计的疏松的SnOx缓冲层可以耗散应变能，而致密的SnOx层可以确保稳固的电接触。基于这种双缓冲层，在60微米厚的超薄硅底部电池上构建的柔性串联太阳能电池在1-cm2面积上实现了33.4%的认证PCE，在260-cm2的晶片尺寸面积上实现了29.8%的认证PCE，单位重量的功率高达1.77 W/g。

2025年11月10日，苏州大学张晓宏、杨新波、阿卜杜拉国王科技大学Stefaan De Wolf共同通讯在Nature在线发表题为“Flexible perovskite/silicon tandem solar cells with 33.6% efficiency”的研究论文，该研究展示了一种经过认证的33.6%-30%效率的柔性钙钛矿/晶体硅(c-Si)串联太阳能电池，其开路电压(Voc)达到创纪录的2.015 V，可与刚性电池相媲美。

柔性钙钛矿太阳能电池的快速发展为将光伏集成到可弯曲和可折叠的电源系统中开辟了新的途径。虽然最先进的柔性钙钛矿太阳能电池已经实现了超过25%的认证效率，但它们的效率潜力仍然受到理论上的肖克利-奎塞极限的阻碍。将宽带隙钙钛矿与当前主流硅电池结合可以实现更高的转换效率，几个小组证明效率超过32%。尽管取得了这一进步，现有技术的钙钛矿/硅串联太阳能电池最普遍地采用被认为是刚性基板的相对较厚的硅晶片，从而限制了它们的灵活应用。超薄硅晶片结合钝边已被证明具有令人印象深刻的灵活性。因此，通过将这些技术整合到单片串联配置中，仍有巨大的潜力来革新柔性光伏发电。

为了提高柔性钙钛矿器件的机械和环境稳定性，已经系统地探索了几种方法，包括加入聚合物添加剂、成分优化和表面处理技术，证明了器件性能和操作耐久性方面令人鼓舞的进步。对于柔性和刚性钙钛矿太阳能电池来说，界面粘合是关键的、普遍关注的问题。然而，在柔性装置中，在重复弯曲期间引起的动态机械应力成倍地放大了这些粘附挑战。与通常使用蒸发接触的单结不透明器件不同，钙钛矿/硅串联太阳能电池使用离子溅射来制备透明的前电极，这可以引起穿过下面的叠层的离子轰击损伤。通过原子层沉积(ALD)制备的SnOx层在钙钛矿/硅叠层太阳能电池中充当缓冲层，可以保护C60免受溅射损伤。

缓冲层的器件结构和特性（图源自Nature）

在这项工作中，研究人员介绍了一种双缓冲层接口设计，它结合了机械和电子功能。该设计采用SnOx双层结构，首先沉积致密的SnOx，然后沉积疏松的SnOx层。致密的SnOx层通过使用长吹扫时间的近ALD生长模式获得，确保了有效的电荷提取并最小化电阻损耗。通过使用短吹扫时间的类似化学气相沉积(CVD)的生长模式获得的疏松的SnOx层充当应力释放间隔物，在随后的溅射沉积期间重新分布应变。将这种双缓冲层策略应用于厚度约为60微米的硅片上的轻型单片钙钛矿/硅串联太阳能电池，实现了约1 cm2上33.35%的认证稳定PCE。此外，首次展示了M6晶片大小的柔性叠层，其经认证的PCE为29.8%，这标志着钙钛矿/硅叠层太阳能电池规模化制造的一个里程碑。该研究不仅推进了对ALD过程中SnOx生长的基本理解，而且提供了一种在不影响效率的情况下实现稳健高效的柔性光伏发电的途径。

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09835-w

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09849-4