苏州大学柔性叠层太阳能电池技术入选中国科学十大进展 助力空天与极端场景能源突破

柔性太阳能电池因其轻薄、可弯曲的特性一直受到关注,但转换效率、稳定性和重量一直是制约实际应用的关键问题。传统柔性电池的转换效率难以超过30%——多次弯曲后性能下降明显——功率重量比低于1瓦/克,难以满足航空航天等对重量要求极高的应用场景。这些技术障碍长期影响着产业发展。 苏州大学研究团队将重点放在微观界面调控上。通过分析柔性叠层电池在弯曲时的失效机制,团队提出了“一松一紧”双缓冲层结构。该设计借鉴了夹心饼干的结构思路,上层松散材料承受拉力,下层紧密结构应对压力,有效解决了弯曲过程中界面脱粘和材料裂纹扩展的问题。 基于该结构,团队开发了反应等离子体沉积氧化铟铈薄膜技术。在常压和室温条件下,通过精准调控等离子体功率和气体比例,使薄膜在柔性基底上实现原子级平整,无裂纹生长。这项工艺提升了电池的开路电压。 技术创新带来了显著性能提升。小面积器件的转换效率达到33.3%,获得国际权威认证;全硅片器件效率为29.8%,功率重量比提升至1.77瓦/克,比传统产品高出近80%。在极端条件下,电池表现依然稳定:在±50毫米弯曲半径下循环1000次,效率保持不变;在-40℃到85℃的温域内持续输出稳定;经受85℃、85%湿度环境下2000小时光照后,效率仅下降1.2%;经过1000次弯折后,功率保持初始值的96%。 这些数据为产业化应用打下基础。该技术具备“即贴即用”的适配能力,在可折叠手机、无人机机翼、卫星帆板等消费电子和航空航天领域有广阔前景,同时也适用于植入式医疗设备、传感器以及极端环境应急电源等场合。新一代柔性太阳能电池已不再是低效能产品,而是高效与轻量化兼具的新型能源器件。 “中国科学十大进展”自2005年设立以来,已连续举办21届,是观察我国基础研究发展方向的重要窗口。2025年度榜单涵盖月球科学、材料科学、核聚变、生命科学、芯片制造、海洋科学等多个前沿领域,涵盖深空探测、深海探索和核聚变等战略高地。这些成果显示,我国基础研究正加速向实际应用转化,并不断推动科技创新向产业深入,为科技自立自强注入新动能。

柔性光伏技术的新突破不仅解决了长期存在的核心难题,也为新能源应用打开了更广阔空间。随着我国科技创新体系日益完善,类似的基础研究成果有望更快转化为现实生产力,为高质量发展提供坚实支撑。这个进展也提醒我们,坚持原创性、问题导向的研究,是攻克关键技术瓶颈的重要途径。