为解决以上问题，电子科技大学刘明侦&中国科学院上海微系统与信息技术研究所刘正新在预印本arXiv刊发效率接近30%的柔性钙钛矿/硅单片叠层太阳能电池的最新研究成果。
该研究揭示了钙钛矿相均匀性在织构化表面高效机械稳定柔性PSTs中的关键作用：
通过确保高相均匀性促进织构基底金字塔结构各晶面的电荷传输，并释放钙钛矿/硅界面的残余应力，最终实现弯曲曲率达0.44 cm-1的柔性PSTs，其认证转换效率达29.88%（孔径面积1.04 cm²）。
这个最新研发的钙钛矿光伏器件超越所有其他类型柔性钙钛矿光伏器件。该成果将推动柔性钙钛矿/硅叠层光伏技术的广泛应用与商业化进程。
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要点1. 柔性钙钛矿/硅异质结单片叠层太阳能电池的制备
作者采用厚度约70微米且边缘钝化的柔性晶体硅异质结太阳能电池作为底电池，通过在其表面构建钙钛矿层形成叠层器件（图1a-b）。
该结构包含氧化铟锡（ITO）复合层、混合空穴传输层（[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸（2PACz）/氧化镍（NiOx）复合层）、钙钛矿层及其他功能层。
制备过程始于气相沉积铯源以形成超均匀无机骨架，随后旋涂有机阳离子溶液（图1c）。
图1. 柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池（PSTs）示意图
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要点2. 钙钛矿相均匀性的表征与机理研究
为从微观尺度揭示织构基底上钙钛矿相的分布特征，作者首先采用截面透射电镜（TEM）对薄膜顶部、中部和底部进行晶格均匀性分析（图2a-b）。
随后采用光致发光（PL）谱（图2c）、原位共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）（图2e）进一步验证了相均匀性差异。通过在半覆盖空穴/电子传输层的钙钛矿薄膜上进行CLSM成像（图2f），发现目标组具有更显著的荧光淬灭效应，表明其载流子提取效率更高。
导电原子力显微镜（c-AFM）测试进一步显示，目标组在正负偏压下均呈现更大电流响应（图2g）。相均匀的钙钛矿薄膜通过建立高度匹配的能带结构，为实现高效电荷转移提供了理想通道。
图2. 织构化硅基底上钙钛矿相均匀性及其对载流子传输影响的研究
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要点3. 织构基底上钙钛矿薄膜的机械可靠性
图3. 机械耐久性测试前后钙钛矿薄膜的形貌演变
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要点4. 叠层太阳能电池的性能与柔性表现
图4. 柔性PSTs的器件性能表现
引用信息：arXiv:2504.20760 [cond-mat.mtrl-sci] (or arXiv:2504.20760v1 [cond-mat.mtrl-sci] for this version)
论文原文链接：https://arxiv.org/abs/2504.20760提交日期：2025年4月29日注：该研究为预印本，尚未正式发表
来源：柔性钙钛矿光伏进展
