中新網杭州2月19日電(林波)當前，新能源車主常面臨電量耗盡、尋找充電站的困擾。在未來，通過應用柔性疊層太陽電池，或將實現光能到電能的直接轉換，從而消除新能源汽車的充電焦慮……

　　這是西湖大學未來產業研究中心、工學院王睿團隊研究的“柔性疊層太陽電池領域”成果中的未來應用場景之一。

　　近日，王睿團隊對外公布在柔性疊層太陽電池領域取得重要突破——通過疊層，讓鈣鈦礦/銅銦鎵硒太陽電池更廣泛吸收太陽光能量，更高效地將太陽光轉化為電能，讓該類型太陽電池的光電轉換效率達到23.4%。

　　什么是鈣鈦礦太陽電池？

　　其是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。

　　“鹵化物鈣鈦礦，是當下的熱門研究領域，疊層電池亦是如此。”據西湖大學特聘研究員、博導王睿介紹，把兩種不同的太陽電池上下疊在一起，不僅可以大幅提升太陽電池對光能的轉換效率，理論極限效率可達40%；也能結合不同材料的特性，與鈣鈦礦取長補短。

柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池。　西湖大學供圖

　　疊層太陽電池，這是王睿在讀博時就曾嘗試的研究目標之一。他認為，可以把鈣鈦礦和銅銦鎵硒太陽電池疊起來，尤其是銅銦鎵硒太陽電池作為重要的薄膜太陽電池，它的吸光層薄、穩定性好、抗輻射性強，并且具備產業化基礎。

　　他將單結鈣鈦礦太陽電池比作一塊“單層蛋糕”，疊層太陽電池指的便是多層蛋糕，不同口味的蛋糕層對應不同的半導體材料層，每一層都能“捕捉”特定波長的太陽光。這樣一來，它就能吸收比“單層”電池更廣泛的太陽光能量，更高效地將太陽光轉化為電能，從而突破單結太陽電池轉換效率天花板。

　　“這款疊層太陽電池的厚度相當于一根頭發絲的直徑，有望在未來應用到建筑、汽車、飛行器、柔性可穿戴設備等不規則表面。”王睿如是說。

　　王睿介紹道：“我們的太陽電池與傳統鋰電池存在本質區別。鋰電池主要用于儲能，并通過化學反應釋放能量轉化為所需動能；而我們的研究則聚焦于將光能直接轉化為電能。”

　　在太陽能電池領域，晶硅目前仍占據主導地位。

　　王睿解釋說，晶硅因其較高的光電轉換效率和較低的成本，被廣泛應用于電池制造中，這是單結鈣鈦礦太陽電池目前難以超越的。然而，鈣鈦礦材料具有輕薄、可制成柔性材料的獨特優勢，這是晶硅所無法替代的，也將成為他們未來研發的重點方向。