中国粉体网讯 近年来,有机无机杂化钙钛矿太阳电池(PSC)凭借其优异的光电转换效率、低成本、物料使用低、可柔性加工等特性引起了广泛关注。其中柔性钙钛矿太阳能电池(F-PSC)折特性、质量轻、光电转换效率高、成本低,适配光伏建筑一体化、分布式发电、可穿戴电子等多元场景,产业化应用潜力巨大。
针对F-PSC的研究主要围绕效率和稳定性的提升,为其未来的产业化应用做铺垫。在当前各类柔性太阳电池中,主要包括柔性硅电池、铜铟镓硒等薄膜电池、有机太阳电池和F-PSC。
其中,柔性硅电池制备复杂、成本高、效率损失严重;铜铟镓硒等薄膜电池具有较高的效率,但可弯折程度低、成本高;有机太阳电池可实现较高的柔性,但成本及性能仍需进一步优化;F-PSC作为新一代的光伏技术,发展十分迅速,短短十余年间,其能量转换效率已经接近单晶硅电池,得益于高可见光吸收系数,钙钛矿薄膜在百纳米级别即可有效吸收大部分可见波段太阳光,厚度相比传统硅电池大幅降低。同时,钙钛矿材料的高缺陷容忍性使钙钛矿薄膜可以通过掺杂实现对电学和机械性能的调节。
钙钛矿材料可溶液加工及优异的电荷传输特性,使钙钛矿材料在制备轻薄、柔性太阳电池方面具有独特的优势。当前,已报道的单结F-PSC的效率已超过20%,是最高效的柔性光伏技术之一。
但钙钛矿材料应用于柔性器件仍面临一些问题亟待解决,其中,最主要的是器件机械弯折稳定性,其受到钙钛矿多晶薄膜本征的硬、脆无机材料特性制约。同时,F-PSC器件由多层功能层及电极组成,其中,无机材料及电极材料延展性和柔韧性较差、弯折时层间应力分布差异大、拉伸程度不匹配、晶粒间摩擦断裂等因素使得柔性器件的效率随着弯折次数的增多而快速衰减,制约了F-PSC的综合稳定性及可靠性,这也是F-PSC应用的瓶颈之一。
此外,大面积模组/组件是未来应用的基础,由于大面积组件制备的不均匀性、结构缺陷、较大的电阻损耗及组件连接方式(串联或并联组件)造成的有源区损耗等,效率通常随电池面积的增加而降低,子电池的不均匀性带来的界面处材料不匹配、局部热点及更严重的滞后等现象给组件的长期稳定性带来了新的问题。因此,F-PSC面积放大过程中面临以下技术难点:寻求适用于均匀大面积钙钛矿薄膜的材料配方、成膜方法等;适用于大面积可控制备的其他功能层及其高质量调控;电池和组件的结构优化设计等。
上述面积放大、成膜调控、结构优化等核心技术难题,是当前柔性钙钛矿电池商业化落地的主要阻碍,亟需行业前沿技术与产业化经验破解痛点、突破技术壁垒。
为深度解析柔性钙钛矿电池技术突破与商业化路径,2026年7月24日,中国粉体网将在江苏苏州举办“2026钙钛矿电池叠层技术与产业链发展研讨会”。届时,中国科学院宁波材料所二级研究员葛子义将带来《高效率柔性钙钛矿太阳能电池产业化研究》的报告,分享最新科研成果与产业化思考。

葛子义,中国科学院宁波材料所二级研究员、博导,国家杰出青年基金获得者、英国皇家化学会会士,浙江省能源光电子工程研究中心主任。目前主要从事有机/钙钛矿太阳能电池研究。近年来在Nature Photonics、Nature Nanotechnology、Joule、Nature Commun.、Sci.Adv.、Adv.Mater.等期刊上发表SCI论文330余篇,申请发明专利80多项。撰写中英文专著4部。先后主持包括国家重点研发计划项目(首席)、基金委重点、2项基金委区域联合基金重点、5项国家自然基金面上等。获得2016年“中国光学重要成果奖”、2018和2022年度浙江省自然科学二等奖(排名第一)、2021宁波市十佳“科技追梦人”、2022年浙江省有突出贡献中青年专家等。入选2024、2025年科睿唯安“全球高被引科学家”,先后担任Science China Chemistry、The
Innovation等期刊编委,兼任浙江省材料研究学会常务理事、有机光电材料与器件国际会议(ICOOE)大会主席。
参考来源:
中国科学院宁波材料所官网;国家知识产权局
赵政晶等.柔性钙钛矿太阳电池研究进展
(中国粉体网编辑整理/九思)
注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!
















