苏大团队助力柔性电池效率达33.6%，接近刚性电池水平

哈喽，大家好，今天小墨这篇评论，主要来分析苏州大学团队如何将柔性太阳能电池效率冲破33%，破解两大技术瓶颈。

2025年1月2日，苏州大学张晓宏教授团队在《自然》杂志发表了一项重磅研究。他们开发的柔性晶体硅与钙钛矿串联电池实现了33.6%的认证转换效率，创下柔性串联电池的世界纪录。

这块电池薄如纸片，可以像布料一样随意弯折。更厉害的是，在经历43000次极端弯折后，仍能保持初始效率的97%。这解决了柔性太阳能电池长期以来的两大痛点，效率低和弯折易损坏。

传统刚性串联电池已经能达到35%以上的转换效率，柔性版本的效率始终落后好几个百分点。原因很简单，柔性基板需要使用超薄硅片，通常只有60到70微米厚，相当于头发丝直径的一半。这么薄的硅片在处理过程中极易破碎，很难实现高质量的界面接触。

机械耐久性更是致命问题。当柔性电池反复弯曲时，内部各功能层之间会产生不均匀的应力分布。这些应力导致界面分层、微裂纹扩展，最终使电池性能急速下降。此前的柔性电池在经过几千次弯折后，效率就会大幅衰减，根本没法实际应用。

张晓宏团队的突破点在于创造性地设计了一种"松紧搭配"的双层缓冲结构。这个结构包含一层氢掺杂氧化铟铈薄膜作为"软层"，以及一层锌掺杂氧化铟作为"硬层"。软层能够吸收和分散机械应力，硬层则维持稳定的电荷传输通道。

两层材料协同工作，既保证了弯曲时的结构完整性，又实现了纳米尺度上的高效电荷传输。为了制备这种复杂的缓冲层，团队开发了反应等离子体沉积技术。这种技术能够精确控制薄膜的沉积过程，最大程度减少对下层钙钛矿材料的溅射损伤。

实验室小面积器件的成功只是第一步，能否放大到工业尺寸才是技术能否商用的关键。张晓宏团队在标准晶圆尺寸的器件上也取得了突破性进展。他们制备的261平方厘米大面积柔性串联电池实现了29.8%的效率，这是目前同等尺寸柔性串联电池的最高纪录。

这一成果证明了这项技术具备从实验室走向工厂的潜力。目前全球柔性钙钛矿太阳能电池市场规模约为9420万美元，预计到2032年将增长至8.16亿美元，年均复合增长率超过30%。整个柔性太阳能电池板市场预计将从2025年的118.7亿美元增长到2035年的1164.1亿美元。

柔性光伏的应用场景正在不断拓展。在商业航空航天领域，轻质高效的柔性电池可以显著降低载荷重量，延长飞行器续航时间。在消费电子领域，它可以集成到智能手表、便携式充电器等设备中。在建筑领域，柔性电池能够贴合各种曲面结构，实现真正的光伏建筑一体化。

钙钛矿材料本身的长期稳定性问题尚未完全解决。这种材料对湿度、温度和紫外线都非常敏感，在户外环境中容易发生降解。钙钛矿的高效率来自于其离子迁移特性，离子迁移恰恰是导致不稳定的根源。

大面积均匀制备也是一个技术难点。实验室几平方厘米的小尺寸器件相对容易控制，要制备几十甚至上百平方厘米的大面积器件，功能层的均匀性、界面质量的一致性都面临巨大挑战。目前研究者正在尝试通过引入大尺寸阳离子、优化薄膜生长工艺、开发新型添加剂等方法来提高钙钛矿的稳定性。

苏州大学张晓宏团队的研究不仅刷新了效率纪录，更重要的是提出了系统性的解决方案，从界面力学设计到电学性能优化，为柔性光伏技术的产业化奠定了坚实基础。

随着技术的不断成熟和成本的逐步降低，柔性太阳能电池有望在未来能源转型中扮演重要角色。