(記者 劉園園)記者5日從西湖大學獲悉，該校未來產業(yè)研究中心,、工學院王睿團隊在柔性疊層太陽電池領域取得重要突破——他們成功讓鈣鈦礦與銅銦鎵硒兩種材料疊在一起,，光電轉換效率達到23.4%。相關研究成果日前刊發(fā)在《自然·光子學》期刊上,。

　　“如果把單結鈣鈦礦太陽電池比作單層蛋糕,，疊層太陽電池便是多層蛋糕?！蓖躅４虮确秸f,，每一層半導體材料層都能“捕捉”特定波長的太陽光。因此它能吸收比“單層”電池更廣泛的太陽光能量,，更高效地將太陽光轉化為電能,，從而突破單結太陽電池轉換效率天花板。

　　王睿團隊選擇將鈣鈦礦與銅銦鎵硒(CIGS)這兩種材料進行疊層研究,。

　　制備疊層太陽電池,，如同在微觀世界里做蛋糕，是個手藝活,。這塊“蛋糕”不僅有15層之多,，而且對每一層的厚度、均勻性都有嚴格要求,。

　　2022年,，王睿實驗室啟動兩端柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池研發(fā)工作,。經過一年多嘗試，銅銦鎵硒基底上的鈣鈦礦薄膜依然布滿孔洞,，無法形成致密光吸收層,。2023年底，團隊成員田柳文和王睿商量后決定,，跳出之前一直使用同一種鈣鈦礦薄膜制備工藝的思維定式,，在銅銦鎵硒基底上嘗試不同的鈣鈦礦薄膜制備工藝。

　　遭遇多次失敗后,，他們終于在電鏡下首次發(fā)現,，其中一個樣品具有均勻致密的鈣鈦礦表面形貌。此后,，王睿團隊通過優(yōu)化鈣鈦礦層以及其他層的制備工藝,，在兩端柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池技術上實現了快速突破，光電轉換效率不斷攀升,。

　　“這種柔性輕薄的疊層太陽電池，厚度僅相當于一根頭發(fā)絲的直徑,，其未來有望應用于建筑,、汽車、飛行器,、柔性可穿戴設備等多個領域,。”王睿介紹,。

編輯：周大為