如今，低轨卫星、随身穿着电子、轻型航天飞行器愈来愈多，各行各业都盼着能用上轻薄柔软、发电给力还有不贵的太阳能电池。

但现有的光伏产物存于较着短板：平凡光伏板硬梆梆不克不及弯曲收纳；就算把硅片做薄，轻轻弯折就轻易断裂；经常使用的年夜颗粒金字塔纹路会让电池内部受力不均，膜层容易破损。尤其是于空间运用中，高能电子、质子的连续辐射以和航天器发射、运行中的重复弯折与震惊，对于光伏器件的抗辐射能力及力学靠得住性提出了严苛要求。

钙钛矿叠硅太阳能电池发电上限更高，是太空供电、柔性新能源的焦点成长标的目的。可恒久以来，科学家始终找不到措施，让电池同时做到发电效率高、还有耐弯折不容易坏。

近日，中国科学院上海微体系与信息技能研究所（如下简称“上海微体系所”）刘文柱研究员团队于中国工程院Engineering集群分刊ENGINEERING Energy期刊发表了一项主要研究结果——经由过程匀称亚微米金字塔布局同步晋升柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池的光电转换效率与机械柔性，为面向空间运用的轻质、低成本、高靠得住柔性光伏器件的成长提供了全新技能路径。

缭绕该研究的焦点冲破、将来的工业落地远景，以和小我私家的科研履历，咱们近日尤其约请到了论文通信作者刘文柱研究员和课题组博士后王非、李君君举行深度访谈。如下为专访内容。

作者先容

刘文柱，中国科学院上海微体系所，研究员、博导，纳米质料与器件试验室副主任、闵行区经委副主任（挂职）、平易近进上海市科技体系委员会委员。专注单晶硅太阳电池基础研究与运用开发（空间飞行器用）。以第一作者兼通信作者发表Nature（封面）、Nature Energy等研究论文。近五年主持国度重点研发规划项目、国度天然科学基金优青项目、国度天然科学基金面上项目、国度天然科学基金青年项目、中国科学院上海分院“抢占制高点青年攀缘规划”等。近三年入选《麻省理工科技评论》“35岁如下科技立异35人”、中国可再生能源学会科学技能人物奖、国际光伏科学与工程集会青年科学家奖、上海市技能发现奖一等奖、中国科学院青年科学家奖、中国科学院青年五四奖章、天下倾覆性技能立异年夜赛卓着奖等。

作者专访

结果聚焦

Q：请您先容一下这项研究事情的重要内容和焦点亮点。

刘文柱：这项事情属在面向空间运用的超薄柔性硅/钙钛矿叠层电池前置基础研究，并不是地面光伏利用。空间情况中存于年夜量高能电子、质子，超薄硅片能年夜幅晋升器件抗辐射能力；同时航天器会连续弯折、震惊。针对于这些需乞降难点，咱们先重点解决器件力学易断裂的问题，后续再攻关辐射靠得住性、热轮回、热打击等系列难题。

李君君：论文焦点亮点堆积在亚微米尺寸的金字塔绒面工艺开发。传统年夜尺寸金字塔绒面会谷底局部应力集中，弯折时电池极易碎裂。咱们制备出高度500-700nm、匀称性优秀的金字塔绒面，一举解决三年夜问题：其一，分离应力，晋升硅片的总体弯折耐受能力，降服脆性断裂的难题；其二，该匀称金字塔布局有助在超薄硅片上非晶硅薄膜的保形笼罩，进而加强了外貌钝化效果。其三，晋升钙钛矿薄膜成膜质量，削减了薄膜缺陷，终极实现了力学不变性及器件光伏机能的协同优化。

Q：研究一共履历了多久？历程中最年夜的难点是甚么，你们是怎样解决的？

李君君：硅片减薄、力学机能和绒面布局的协同调控是一项体系性事情，硅片减薄虽能加强力学柔韧性，但因外貌层占比年夜幅增长，外貌钝化对于器件机能的主导作用显著加强，钝化难度急剧上升，同时对于制程兼容性组成更年夜挑战。咱们借助等离子体处置惩罚及边沿圆化技能，于钝化与力学机能间取患上均衡，整个优化周期用时约五个月。

王非：整个研究分为硅基底力学优化、叠层光电匹配优化两年夜模块，总体周期难以同一核算。最年夜技能卡点是超薄硅片带来的叠层电流掉配问题：硅片减薄后底电池光生电流降落，叠层电池电流由电流更低的子电池限定，年夜幅压低总体效率。咱们经由过程调控上层钙钛矿顶电池的组分、膜层厚度与加工工艺，精准匹配上下电池吸光能力，消弭电流短板效应，实现更高叠层效率。

Q：这项研究是否有明确的工程运用场景？下一步想推进的标的目的是甚么？

刘文柱：运用落地分两步走。第一阶段先于20000–100000米高度的邻近空间飞行器开展实测，该高度辐射强度暖和，是抱负中间验证平台；技能验证经由过程后，最终方针是搭载几百公里轨道的低轨卫星，后续拓展至空间算力基站。

后续，咱们将继承霸占高能粒子辐射耐受、猛烈凹凸温打击、原子氧腐化、强紫外老化等空间极度情况适配技能，同步开发可低成本、年夜范围量产的柔性叠层光伏器件。

Q：为什么选择ENGINEERING Energy来发表这项事情？

刘文柱：咱们但愿撑持海内本土优质期刊。ENGINEERING Energy由中国工程院主理，契合能源工程前沿结果定位，是以选择将本项前沿结果发表在此刊。

科研纵深

Q：您于沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技年夜学做了博士后研究，这段履历看起来很尤其。为何选择去沙特阿拉伯深造呢？这段履历带给了您哪些收成？

刘文柱：原本我规划前去洛桑理工EPFL深造，邻近博士卒业时，我的意向导师告诉我他行将入职沙特阿卜杜拉国王科技年夜学，问我是否一同前去。从沟通到确定入职仅3天，口试完成后便敲定行程。

收成蛮多的。起首，黉舍科研情况很是国际化，那里会聚了全世界百余个国度的研究者，多元文化碰撞拓宽了我的科研与思维视线。总体科研气氛宽松，没有硬性短时间论文查核、非升即走的压力，让我拥有足够时间深度思索科研问题。而且，黉舍为纯研究型院校，仅招收硕博、博士后，人均科研资源很是富厚。对于青年研究职员来讲，这是一个很年夜的上风。

Q：您2021年被选中国可再生能源学会青年委员，是学会第一个“90”后青年委员。为什么选择于可再生能源范畴深耕？

刘文柱：光伏自己属在可再生能源焦点分支，我持久深耕硅基太阳电池，研究标的目的自然契合学会领域。回国后经同事保举，就顺遂被选学会青年委员了。

当下科研高度交织，我还有同时担当IEEE高级会员、旗下期刊副主编、中国电子学会会员，介入多项跨学科学术事情。国度天然科学基金委专门设立交织科学部，光伏交融质料、微电子、力学等多学科，持久深农具备庞大战略价值，这也是我对峙扎根该范畴的焦点缘故原由。

Q：您曾经获上海市技能发现一等奖，将试验室论文转化为技能运用历程中最难的是哪一个部门？

刘文柱：结果财产化远比试验室科研更难。由于试验室情况是比力抱负化的，但太空、户外现实工况是很繁杂的，震惊、温差、腐化等滋扰城市致使试验室最优工艺直接掉效。并且科学家思维与工程师思维差异很年夜，科研职员习气寻求完善制品再落地，但财产端答应产物迭代试错，于不停试错中实现进级、运用落地。这类思维需要尽快顺应并把握。

Q：您深耕太阳电池范畴十余载。今朝我国于该范畴的科技攻关上面对哪些问题？科学家该怎样冲破？

刘文柱：地面平易近用晶硅光伏财产我国事稳居全世界第一的，于转换效率、量产工艺、全套出产装备、产能范围等方面我都城是全数领先。

当下焦点攻关的难点多集中于空间光伏赛道：由于太空存于多重极度工况，地面成熟硅电池工艺没法直接用在低轨卫星。今朝海内计划约20万颗卫星，行业急需低成本、可年夜范围量产、于轨不变服役5–10年的光伏器件，轨道与频谱资源竞争十分紧急。

经验分享

Q：上海微体系地点产学研转化方面堆集了富厚经验，于您看来，所里最有益在此的一种生态、一种文化或者一项轨制是甚么？

刘文柱：咱们所设立了专门的财产化转化部分，由专人卖力专利运营、企业对于接、项目孵化，全链条鞭策技能落地。同时，咱们有清楚的双线治理轨制：基础科研、离岗创业分隔治理。科研职员苦守于研究所，承接国度科研使命，不介入企业薪酬分配；由博士后、专职研发职员全职入驻转化企业卖力工程化，两边可结合申报项目、同享技能结果。

Q：于您看来，如何才算一项好的研究事情？您选择研究标题问题的尺度是甚么？

刘文柱：评判优质研究有两个焦点尺度：第一，研究要有明确运用驱动，我不喜欢无落地价值、纯真为发论文开展的自娱式研究；但若纯基础科学存于倾覆性冲破潜力，一样值患上深耕。第二，课题需具有行业挑战性，低门坎、易复刻的简朴课题仅合适学生完成卒业指标，博士后与青年研究员必然要主攻范畴公认的难题，这也是我常向学生夸大的。

Q：您及学生的瓜葛很是好，团队结果频出。您带团队的理念是甚么？

刘文柱：要看重人材梯队的造就。一个步队中各个阶段的研究职员都要有，各人可以一同协助引导学生，分层分管项目事情，防止一人包办全数事件，如许效率很低，也倒霉在团队成长。并且我充实信托本身的团队，他们都来自海内很好的院校，程度都很高，我极力赐与他们自立性。

并且，要看重搀扶青年科研职员自力发展。好比日常平凡有项目申报、媒体报导或者者一些学术展示的时机，我都优先给到团队里的年青人，弱化本身，如许他们的综合本质才能获得熬炼，及早发展为自力课题卖力人。

相干论文信息：

▌文章标题：Enhanced performance and flexibility of perovskite/silicon tandem solar cells via uniform submicron pyramids

▌文章DOI：10.1007/s11708-026-1070-4

▌文章链接：

https://journal.hep.com.cn/fie/EN/10.1007/s11708-026-1070-4

ENGINEERING Energy期刊简介

ENGINEERING Energy（原Frontiers in Energy）是中国工程院院刊能源分刊，由中国工程院、上海交通年夜学及高档教诲出书社配合主理。翁史烈院士及倪维斗院士为名望主编，中国工程院院士黄震、周守为、苏义脑、彭苏萍担当主编。加拿年夜皇家科学院、加拿年夜工程院、中国工程院外籍院士张久俊，美国康涅狄格年夜黉舍长、传授Radenka Maric，上海交通年夜学传授Nicolas Alonso-Vante及巨永林担当副主编。

ENGINEERING Energy已经被SCIE、Ei Compendex、CAS、Scopus、INSPEC、Google Scholar、CSCD(中国科学引文数据库)、中国科技焦点期刊等数据库收录。2025年影响因子为8.1, 处在JCR Q1区。

ENGINEERING Energy免收版面费，且对于在任命的文章提供免费语言修饰以保障出书质量。第一轮审稿周期约30天。

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