在可再生能源領(lǐng)域，柔性鈣鈦礦/Cu(In,Ga)Se2（PVSK/CIGS）疊層太陽能電池（F-PCTSCs）正逐漸成為輕量級、高效電源的理想選擇，適用于多種應(yīng)用場景。然而，技術(shù)障礙一直限制著其進一步發(fā)展。近期，韓國能源研究所的Kihwan Kim等科研人員在《Joule》期刊上發(fā)表了關(guān)于柔性高性能鈣鈦礦/CIGS疊層太陽能電池的研究成果。

該研究團隊采用了一種創(chuàng)新的工藝，利用聚酰亞胺（PI）涂覆的鈉鈣玻璃（SLG）基板進行直接剝離，成功制備了高性能的F-PCTSCs。與在裸SLG襯底上生長的CIGS薄膜相比，PI包覆的SLG襯底上的CIGS薄膜展現(xiàn)出更大的晶粒、更高的載流子濃度，并有效緩解了電荷復合問題。這些性能的提升得益于PI中間層對堿金屬擴散的抑制作用，從而優(yōu)化了器件的整體性能。

實驗結(jié)果顯示，所制備的F-PCTSCs能量轉(zhuǎn)換效率高達23.64%（經(jīng)認證為22.8%），單位重量功率達到6.15 W/g，遠超PVSK/硅疊層太陽能電池（0.65 W/g）。這一成果不僅突破了柔性太陽能電池的技術(shù)瓶頸，還展示了F-PCTSCs在建筑/車載集成光伏（BIPV/VIPV）、便攜式電子產(chǎn)品及航空航天光伏等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。

此外，研究團隊還深入探討了PI/SLG襯底對CIGS吸收體形態(tài)和光電特性的影響。通過多尺度分子模擬和多種表征手段，揭示了PI中間層如何改變堿金屬元素的擴散行為，進而影響CIGS的生長和摻雜過程。這些發(fā)現(xiàn)為進一步優(yōu)化F-PCTSCs的性能提供了理論支持和實踐指導。