《功能材料》编委张晓宏教授团队在柔性叠层光伏领域取得里程碑式突破

作者:admin发布时间:2026-07-17浏览量:13


本刊编委、苏州大学张晓宏教授带领团队在柔性晶硅/钙钛矿叠层太阳电池产业化关键技术领域实现重大突破。以《Flexible perovskite/silicon tandem solar cell with a dual-buffer layer》和《Flexible perovskite/silicon tandem solar cells with 33.6% efficiency》为题在国际顶级学术期刊《Nature》刊发团队两项最新研究成果,为柔性光伏技术规模化应用扫清核心障碍。




研究背景

柔性叠层电池产业化的双重困局

晶硅/钙钛矿叠层太阳电池可通过光谱互补将理论效率上限提升至43%以上,兼具轻质、柔性、高能量密度优势,在航空航天、建筑光伏一体化、可穿戴设备等领域前景广阔。但产业化长期受制于两大瓶颈:一是柔性器件效率显著低于刚性器件;二是反复弯折及恶劣环境下界面易分层失效,严重制约实用化进程。




核心创新

两项关键技术破解效率与稳定性难题

针对上述痛点,张晓宏教授团队联合隆基绿能等机构,从界面力学与电学设计出发,提出系统性解决方案:“一松一紧” 双层缓冲层:纳米尺度协同实现应力耗散与高效电荷传输,兼顾柔性与电学性能;氢掺杂氧化铟铈薄膜制备技术:采用反应等离子体沉积工艺,减少界面溅射损伤并优化能级排列,大幅提升界面稳定性。





性能突破

刷新多项世界纪录,兼具高效率与高耐久?

基于创新方案,团队在60 μm超薄硅片上实现33.6%(cm²)认证效率,开路电压达 2.015 V,创下柔性叠层电池效率新纪录;261 cm² 大面积器件效率达29.8%,验证规模化潜力。机械稳定性方面,器件经4.3万次极端弯折后仍保持97%初始效率;连续光照 T₈₀寿命超 2 000 h,1 000 h湿热测试后保留90%效率,极端环境适应性优异。






学术与产业意义

引领柔性光伏技术革命

该研究首次从根本上解决柔性叠层电池 “效率-柔性-稳定性”三角矛盾,建立的界面工程范式为下一代光伏材料设计提供全新思路。成果兼具基础研究价值与产业化指导意义,加速推动柔性光伏从实验室走向航空航天、深空探测等高端应用场景,助力我国光伏产业抢占全球技术制高点。

此次《Nature》背靠背论文的发表,彰显了张晓宏教授团队在光电功能材料与器件领域的国际领先地位,也是本刊编委引领学科前沿、服务国家战略的重要体现。本刊对张晓宏编委及团队取得的里程碑式成果表示热烈祝贺!




编委简介

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张晓宏教授为本刊编委,现为苏州大学教授、博士生导师,教育部 “苏州纳米科技协同创新中心” 常务副主任,江苏省先进负碳技术重点实验室主任。国家杰出青年基金获得者、教育部长江学者特聘教授、国家 “万人计划” 科技创新领军人才、英国皇家化学会会士、国务院学位委员会评议组成员、国家基金委工程与材料科学部专家咨询委员会委员。长期致力于有机与纳米光电材料及器件研究,在 Nature、Science、Nature Materials 等期刊发表论文 600 余篇,获国家自然科学二等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等重要奖项,多项成果实现产业转化。



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