湖南一大学生团队突破钙钛矿太阳能电池高柔韧性瓶颈

中新网衡阳8月15日电 (鲁毅 尹柳清)在阳光下打开手机壳的折叠太阳能板，按下开关，手机立马进入充电状态。13日正午时分，位于湖南衡阳的南华大学校园里，该校柔能光电项目团队成员展示了他们的最新成果——一款能随光充电的柔性钙钛矿太阳能手机壳。

8月13日，团队成员展示柔性钙钛矿太阳能手机壳。尹柳清 摄　　不同于传统的刚性太阳能板，柔性钙钛矿太阳能电池轻薄可弯曲，不仅贴合手机背板，还能应用于背包、无人机机翼等多种曲面。只要有光照，设备就能即时发电补充电力，无需额外电源。

钙钛矿太阳能电池因高光电转化效率和低成本，被视为接棒硅基光伏的下一代核心技术。然而在柔性化应用中，如何同时兼顾抗弯折性能、稳定性，以及在长时间、多次形变后依旧保持高转化效率，成为制约其规模化应用的核心技术瓶颈。

2022年，南华大学大学生创新项目柔能光电团队成立，将柔性钙钛矿太阳能电池的柔韧性作为研发重点，并将突破口锁定于高柔性-高导电-聚合物透明电极，潜心攻克ITO电极易裂、钙钛矿薄膜易断、层间界面易分离三大技术瓶颈。

“柔性器件发展到现在，最主要的问题在于抗弯折性能不够，器件在长时间弯折后，光电转化效率就会衰减。”南华大学柔能光电项目团队指导老师于彬彬介绍，他们早期的产品只能弯一千次，通过技术革新现在可以折弯一万次且产品保持较高效率，并且产品使用寿命达到3至5年，可基本满足适配应用场景的需求。

南华大学柔能光电项目团队创始人唐俊杰介绍，团队自主研发PEDOT：PSS透明柔性电极，替代传统脆性ITO材料，并用低成本液相成膜法制备，解决了ITO电极易裂问题。同时，团队创新使用晶粒分子桥连技术，在钙钛矿晶粒间引入连接分子，如同给砖块加钢筋，解决薄膜断裂难题；并通过双向界面键合技术革新，通过多官能团分子实现层间化学粘合，实现太阳能电板长期弯折使用中不易分离。

这些创新让柔性钙钛矿光伏器件实现轻、薄、柔三大优势，在保持高透光度的同时实现稳定输出，还大幅提升了耐用性，为户外设备、可穿戴电子产品、建筑光伏一体化、便携式光伏设备等多种应用场景，提供了更加高效、稳定且可靠的清洁能源解决方案。

柔性钙钛矿太阳能电池样品。记者 鲁毅 摄　　目前，柔能光电项目技术已形成小面积电池器件和大面积柔性电池组件两大产品，并已在3家企业成功落地，意向订单达1000万元。该项目团队也收获了20余项省级以上荣誉。

唐俊杰介绍，小面积电池器件已应用于光伏手机壳、户外光伏背包，大面积柔性电池组件的试点产品已在别墅等建筑的玻璃幕墙上嵌入使用，与外墙面有效搭配并形成了BIPV光伏建筑一体化。

专注于清洁能源领域市场研究的Navistrat Analytics数据显示，全球钙钛矿太阳能电池市场规模到2024年达到近2.5亿美元，预测到2032年的复合年增长率将达到71.5%。

面对市场规模化应用需求，柔能光电项目团队正持续优化材料配方与生产工艺。唐俊杰介绍，目前产品弯折10000次后，效率仍能维持85%，未来将冲击90%的新目标，并在大面积光伏薄膜制备的均匀性方面攻坚突破，为柔性钙钛矿的商业化落地奠定更坚实的技术基础。(完)