在能源科技领域,中国科研团队取得了一项引人注目的突破性成果。新型柔性太阳能电池的成功研发,不仅解决了极端环境下的能源供应问题,更标志着我国在极端环境能源技术领域取得了关键进展,为深海探测和极地科考等高端设备的能源自给提供了创新的解决方案。
传统太阳能电池在面对深海高压和极地低温等极端环境时,常因性能衰减或结构损坏而无法有效工作,这限制了它们在特殊场景中的应用。然而,这款新型的柔性太阳能电池,采用了钙钛矿新型材料和柔性基底技术,厚度仅为0.1毫米,不仅具备可弯曲和折叠的特点,其能量转换效率更达到了28%,从根本上突破了传统光伏材料的环境适应性限制。其核心优势在于,在万米深海的极端高压环境下,它不仅能保持结构稳定,还能维持高效的发电性能,为深海装备提供持久且可靠的能源支持。

在近期完成的万米海试中,该电池的表现令人瞩目。它成功为深海机器人和水下观测设备供电,在模拟万米深海高压(约1100个大气压)与零下40摄氏度低温环境中,持续发电效率较传统电池提升3倍以上。特别是在马里亚纳海沟的实测中,该电池为深海机器人连续供电72小时,成功驱动机械臂完成样本采集、地形测绘等任务,充分验证了其在真实极端环境中的可靠性,有效解决了深海作业中的能源供应难题。
这一成果的取得,离不开材料创新与结构设计的双重突破。苏州大学团队联合隆基绿能科技股份有限公司提出的两项界面调控新方法,为产业化落地奠定了坚实基础。一方面,团队构建了“一松一紧”的双层氧化锡缓冲结构,疏松多孔层如同减震弹簧,能够高效吸收、分散弯曲和形变产生的破坏性应力;致密层则像一条高速通道,保障电荷快速提取、稳定传输,在纳米尺度上平衡了应力缓冲与高效传输的矛盾。另一方面,开发出的基于反应等离子体沉积的氧化铟铈薄膜,能够像“胶水”一样牢牢粘合各功能层,同时精准调控界面能级,大幅减少能量损失,显著增强器件的效率、稳定性和柔韧性。

基于上述创新,团队成功制备出柔性钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池,在小面积器件上实现33.6%的光电转换效率,在全硅片尺寸器件实现29.8%的光电转换效率,均刷新了世界纪录。在抗弯折测试中,器件经43000次弯折后仍保持97%的初始效率,展现出优异的机械耐久性与环境适应性。