西湖大学未来产业研究中心、工学院王睿团队在柔性叠层太阳电池领域取得了重要突破。他们成功将钙钛矿与铜铟镓硒两种材料叠在一起，使光电转换效率达到23.4%。这项研究成果最近发表在《自然•光子学》期刊上。
单结钙钛矿太阳电池的光电转换效率迅速提升到约27%，接近晶体硅太阳电池的效率水平。然而，由于材料本身优异的光电性能和易于制备等特点，这两种电池的效率都已接近瓶颈。
为了打破这一限制，王睿团队选择将钙钛矿与铜铟镓硒（CIGS）这两种材料进行叠层研究。制备叠层太阳电池需要严格控制每一层的厚度、均匀性等参数，并使用不同仪器设备来优化和控制。
在一年多尝试后，王睿团队决定跳出思维定式，在铜铟镓硒基底上尝试不同的钙钛矿薄膜制备工艺。尽管经历了多次失败，但他们最终在电镜下发现了一个具有均匀致密钙钛矿表面形貌的样品。通过不断优化钙钛矿层和其他层的制备工艺，王睿团队在两端柔性钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池技术上实现了快速突破，光电转换效率不断提高。
王睿介绍称，“这种柔性轻薄的叠层太阳电池厚度仅相当于一根头发丝的直径”，其未来有望应用于建筑、汽车、飞行器、柔性可穿戴设备等多个领域。
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