暨大麥耀華組Small Methods：通過光捕獲和光轉換策略增強柔性鈣鈦礦光伏電池和組件

新興的鈣鈦礦光伏技術，尤其是輕質柔性鈣鈦礦光伏電池（f-PPCs），憑借其低溫處理能力和在輕質柔性基底上的制備潛力，已成為研究領域的熱點。這類電池不僅有望顯著降低地面光伏應用的安裝成本，還非常適合為可穿戴產品和移動物聯網設備供電。然而，盡管f-PPCs在光電轉換效率（PCE）方面取得了顯著進展，但其短路電流密度（JSC）通常較低，這主要是由于光學損失所導致。

在光學損失中，基底扮演了至關重要的角色。f-PPCs常用的聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）/氧化銦錫（ITO）基底雖具備輕質、透明、導電和柔性的優點，但會阻擋波長低于380納米的光子，并在380-780納米范圍內因高折射率而產生強烈反射，從而造成顯著的光學損失。為解決這一問題，暨南大學的麥耀華教授及其團隊研發了一種兼具光俘獲和光轉換功能的sticker。sticker將熒光下轉換材料V570摻雜到聚二甲基硅氧烷（PDMS）中，實現了將紫外線（<380納米）轉換為可見光的功能，從而拓寬了f-PPCs的光電響應范圍。同時，PDMS被巧妙地設計成具有低折射率的倒金字塔結構，以降低PEN基底的反射率，進一步增強器件的光譜響應。實驗結果表明，sticker使得f-PPCs的JSC提高了約6%，在1個太陽AM1.5G光照條件下獲得了23.05%的PCE（認證效率為22.46%），在1000 lux人造光照射條件下也達到了36.65%的PCE（認證效率為34.03%），這些性能均位列全球f-PPCs報道的*高水平之列。

此外，本研究還展示了該方法的高可擴展性。通過將sticker應用于有效面積為21平方厘米的柔性鈣鈦礦光伏模塊（f-PPM），成功將效率從19.1%提高到20.5%，這一出色的PCE也是迄今為止報道的f-PPM中的**水平之一。

綜上所述，本研究提出的專為柔性基底設計的可重復使用光學管理sticker，通過融入光轉換材料和設計陷光微結構，有效解決了f-PPCs因基底導致的光學損失問題，顯著提高了器件的效率和性能。這一創新方法不僅為f-PPCs的商業化應用提供了有力支持，也為柔性光伏技術的發展開辟了新的方向。

文獻信息：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202401954

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