蘇州大學(xué)科研團(tuán)隊在新能源領(lǐng)域取得重大突破，其研發(fā)的柔性晶硅鈣鈦礦疊層太陽能電池技術(shù)，成功攻克了柔性光伏器件在光電轉(zhuǎn)換效率與長期穩(wěn)定性難以兼顧的技術(shù)瓶頸。這項創(chuàng)新成果已登上國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》，為航天器能源系統(tǒng)升級提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人介紹，該技術(shù)通過將晶硅與鈣鈦礦兩種光伏材料進(jìn)行疊層設(shè)計，構(gòu)建出具有雙光子吸收特性的復(fù)合結(jié)構(gòu)。上層鈣鈦礦材料可捕獲短波長光子，下層晶硅材料則專注于長波長光子的吸收，這種協(xié)同工作機(jī)制使器件的光譜響應(yīng)范圍擴(kuò)展至300-1200納米波段，理論光電轉(zhuǎn)換效率較傳統(tǒng)單結(jié)電池提升40%以上。

針對太空應(yīng)用的特殊需求，科研人員開發(fā)出新型柔性封裝技術(shù)。通過在器件表面構(gòu)建梯度化應(yīng)力緩沖層，有效解決了傳統(tǒng)剛性電池在發(fā)射振動和空間熱循環(huán)環(huán)境下易開裂的問題。實驗室測試顯示，該柔性電池在經(jīng)歷1000次-100℃至+120℃的溫度循環(huán)后，仍能保持初始效率的92%，機(jī)械彎曲測試表明其可承受曲率半徑5毫米的反復(fù)彎折。

據(jù)測算，采用該技術(shù)的柔性光伏組件單位面積發(fā)電功率可達(dá)350瓦/平方米，較現(xiàn)有航天器用三結(jié)砷化鎵電池成本降低60%。這項突破性成果已通過中國航天科技集團(tuán)的空間環(huán)境適應(yīng)性驗證，未來將應(yīng)用于新一代低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星和深空探測器的能源系統(tǒng)，為構(gòu)建太空能源互聯(lián)網(wǎng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。