科学与健康・聚焦中国科学十大进展|空天光伏新突破：柔性太阳能电池披上“耐用铠甲”

　　近日，国家自然科学基金委员会发布了2025年度“中国科学十大进展”，“界面调控新方法创制面向空天应用的高性能柔性叠层太阳能电池”入选。

　　这项成果系统性攻克了柔性叠层电池效率与稳定性的关键难题，有望在航空航天等领域发挥重要作用。

　　与常规的太阳能电池不同，柔性钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池将不同材料叠加在一起，通过吸收不同波段的太阳光来发电，其光电转换效率理论极限高达44%。除发电效率高外，它还具备轻质、柔性、成本低等优势，在航空航天、可穿戴电子设备等领域具有重要应用前景。

　　然而，由于不同材料层之间在弯曲、热胀冷缩等情况下容易发生界面分层或性能衰减，影响电池的效率和稳定性，成为阻碍其从实验室走向实际应用的拦路虎。

　　针对这一瓶颈，苏州大学团队联合隆基绿能科技股份有限公司提出两项界面调控新方法，为产业化落地奠定坚实基础。

　　第一项创新，是为电池构建了“一松一紧”的双层氧化锡缓冲结构。

　　“其中，疏松多孔层如同减震弹簧，能够高效吸收、分散弯曲和形变产生的破坏性应力；致密层则像一条高速通道，保障电荷快速提取、稳定传输。”研究团队牵头人、苏州大学教授张晓宏说，这一“刚柔并济”的结构设计，在纳米尺度上平衡了应力缓冲与高效传输的矛盾，为柔性叠层电池披上了“耐用铠甲”。

　　第二项创新，是开发出一种基于反应等离子体沉积的氧化铟铈薄膜。张晓宏介绍，这种薄膜能够像“胶水”一样牢牢粘合各功能层，同时精准调控界面能级，大幅减少能量损失。在制备过程中，它还能通过原位热激活与结构重排，同步提升导电性、透光性和机械性能，并抑制卤素离子迁移，从而显著增强器件的效率、稳定性和柔韧性。

　　图片来源：国家自然科学基金委员会

　　基于上述创新，团队成功制备出柔性钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池，在小面积器件上实现33.6%的光电转换效率，在全硅片尺寸器件实现29.8%的光电转换效率，均刷新了世界纪录。在抗弯折测试中，器件经43000次弯折后仍保持97%的初始效率，无明显衰减，展现出优异的机械耐久性与环境适应性。

　　此项入选的成果代表了硅基柔性光伏领域的重大突破，有望为商业航天、太空算力等领域提供高性能、轻量化、高可靠性的光伏能源解决方案，也将为车载光伏、光伏建筑一体化等场景释放巨大的技术与产业潜力。

　　今年是“十五五”开局之年，也是我国加快构建新型能源体系、推进“双碳”目标落地的关键节点。这一成果，不仅标志着下一代柔性钙钛矿/晶硅叠层光伏技术正从实验室验证迈向产业化落地，更为全球新能源技术轻量化、便携化、场景化升级注入动力。

　　策划：陈芳

　　统筹：吴晶、孙闻

　　记者：刘祯、胡喆、温竞华

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