柔性太阳电池具有变革性的应用潜力，但在同时实现高转换效率、优良机械性能和良好稳定性等方面仍面临巨大挑战。其中，钙钛矿/晶硅叠层电池因能兼顾高效率与低成本，被视为最具潜力的解决方案，但其柔性叠层器件转换效率远低于刚性器件。在本研究中，能源学院杨新波团队与国内外多家科研机构及企业联合攻关，研制出了认证效率高达33.6%的柔性钙钛矿/晶体硅叠层太阳电池，其开路电压达2.015V，柔性叠层经受5000次弯折后，仍保持91% 的初始效率，同时展现出卓越的运行和湿热稳定性，室温连续光照下T80寿命超过2000小时，双85湿热条件下1000小时保持90%的初始效率。柔性钙钛矿/晶硅叠层太阳电池在航空航天、可穿戴设备、移动能源、光伏建筑一体化以及物联网等领域具有巨大的应用潜力。
图1. 柔性钙钛矿/晶硅叠层电池性能与机械性能
研究亮点:
新型ICO:H复合层
反应等离子沉积铈-氢共掺杂氧化铟（RPD ICO:H）具有超高的载流子迁移率和较低的沉积损伤，与传统掺锡氧化铟（ITO）复合层相比，ICO:H具有更优的载流子复合性能、更强的SAM吸附能力、更多的锚定位点和更好的钙钛矿晶体生长诱导能力。
图2. Me-4PACz在ICO:H上的吸附性能研究
原位退火IZO透明电极
在掺锌氧化铟（IZO）前端透明电极沉积过程中同步低温退火，不仅显著提升了IZO导电性、透光性和机械强度，而且有效提高了IZO的结晶度，抑制了卤素离子的迁移，增强了柔性叠层器件的稳定性。
图3. 原位退火IZO电极的各项性能研究
推动柔性叠层太阳电池的产业化应用
柔性叠层器件认证效率高达33.6%，大幅缩小了与刚性叠层电池的差距。柔性器件经受5000次弯折后，仍保持91% 的初始效率，同时展现出卓越的稳定性，连续光照下T80寿命超过2000小时，双85湿热条件下1000小时保持90%的初始效率。这为柔性太阳电池在多样场景下的应用奠定了坚实的基础。
苏州大学张晓宏教授、杨新波教授以及沙特阿拉伯国王科技大学Stefaan De Wolf教授为论文的共同通讯作者，苏州大学博士研究生王仕博、李文昊、郁操以及施伟、北京工业大学教授康倩为共同第一作者。此外，来自中国科学院上海微系统研究所、中科院深圳先进技术研究院、苏州迈为科技股份有限公司等的研究人员在测试表征方面给予了帮助。该工作在国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省重点研发计划等项目资助下完成。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09849-4