在新能源材料与技术领域，我国科学家再次取得令人瞩目的重大突破。西湖大学未来产业研究中心、工学院王睿团队成功让钙钛矿与铜铟镓硒（CIGS）两种材料叠在一起，使柔性叠层太阳电池的光电转换效率达到23.4%，这一成果刊发在国际知名学术期刊《自然・光子学》上，为全球太阳能电池技术的发展树立了新的里程碑。
一、技术突破与创新
叠层结构的巧妙设计：王睿团队将钙钛矿与铜铟镓硒两种材料进行叠层，这种设计类似于多层蛋糕，每一层都是不同类型的半导体材料，专门用于捕捉特定波长的太阳光。与传统的单结钙钛矿太阳电池相比，这种叠层结构能显著扩大能量捕获范围，从而更高效地将太阳光转化为电能，突破了单结太阳电池转换效率的瓶颈。单结钙钛矿太阳电池的光电转换效率从2009年的3.8%迅速提升到目前约27%的纪录效率，而叠层太阳电池技术的出现，为继续提高效率提供了新的途径。
制备工艺的精细优化：制备叠层太阳电池对每一层的厚度、均匀性等都有严格要求，王睿团队在研发过程中，经过多次尝试和失败后，跳出思维定式，在铜铟镓硒基底上尝试不同的钙钛矿薄膜制备工艺。最终，他们在电镜下发现了一个具有均匀致密钙钛矿表面形貌的样品，并通过不断优化钙钛矿层以及其他层的制备工艺，实现了两端柔性钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池技术的快速突破，光电转换效率不断攀升。
图：西湖大学团队叠钙钛矿与CIGS，柔性叠层太阳电池效率达23.4%
二、性能与应用前景
优异的光电性能与轻薄特性：该柔性叠层太阳电池不仅光电转换效率高达23.4%，而且具有轻薄与柔软的特性，其厚度仅相当于一根头发丝的直径。这种特性使其在多个领域具有广泛的应用前景，如建筑、汽车、飞行器、柔性可穿戴设备等。在建筑领域，可作为建筑外立面的光伏材料，实现建筑的能源自给自足；在汽车领域，可集成在汽车车身表面，为汽车提供辅助电源；在飞行器领域，可用于制造轻质高效的太阳能电池翼，延长飞行器的续航时间；在柔性可穿戴设备领域，可为智能手表、智能服装等设备提供便捷的能源供应。
推动新能源产业发展：随着技术的成熟及生产成本的降低，这种柔性叠层太阳电池将有望成为推动绿色能源发展的重要力量。在全球大力推动绿色经济、可再生能源布局的浪潮中，西湖大学的这一技术进展无疑为中国在新能源领域树立了新的标杆，有望引领全球新能源产业的发展。
三、行业意义与挑战
推动行业技术进步：王睿团队的研究成果为太阳能电池行业的发展注入了新的活力，为提高太阳电池效率和拓展应用领域提供了新的方向。这一突破有望引发行业内的技术变革，促使其他科研团队和企业加大对叠层太阳电池技术的研发投入，推动整个行业技术的快速进步。
面临的挑战：尽管取得了重大突破，但柔性叠层太阳电池在实现大规模商业化应用方面仍面临一些挑战。首先，制备工艺的复杂性和成本较高，需要进一步优化和降低成本，以提高市场竞争力。其次，叠层太阳电池的稳定性和耐久性有待进一步提高，以满足长期使用的要求。此外，还需要解决与现有电网系统的兼容性和储能技术等问题，以实现太阳能的有效利用和存储。
四、未来展望
西湖大学王睿团队在柔性叠层太阳电池领域的重大突破，是我国在新能源材料与技术领域的一次重要创新，具有重要的科学意义和应用价值。这一成果不仅展示了我国科研人员在太阳能电池领域的研发实力和创新能力，也为全球太阳能电池技术的发展提供了新的思路和方法。未来，随着技术的不断进步和成本的降低，柔性叠层太阳电池有望在更多领域得到广泛应用，为实现清洁能源的广泛应用和可持续发展做出更大的贡献。同时，我们也应清醒地认识到面临的挑战，需要政府、科研机构和企业共同努力，加大对相关技术的研发和应用推广力度，推动我国新能源产业的快速发展。
