劉曉宇,周志鵬,楊 彤,楊玉露,李馨雨,陳林夕,張 恒

(青島科技大學(xué)海洋科學(xué)與生物工程學(xué)院,山東青島 266042)

在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下,對(duì)化石能源的過(guò)度開(kāi)采利用導(dǎo)致了能源危機(jī)和環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。太陽(yáng)能是一種可再生的清潔能源,是可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)模式中的重要組成部分。研究表明,全世界一年的能源消耗僅相當(dāng)于太陽(yáng)照射地球50 min的能量[1]。

用于太陽(yáng)能光電能源轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能電池根據(jù)形態(tài)可分為剛性和柔性太陽(yáng)能電池2 種。近年來(lái),剛性太陽(yáng)能電池憑借已經(jīng)成熟的技術(shù),以較低的成本在市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用,但無(wú)法滿(mǎn)足輕量化、可移動(dòng)性、可穿戴等多種場(chǎng)景應(yīng)用需求。而能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的柔性太陽(yáng)能電池作為薄膜太陽(yáng)能電池的一種,技術(shù)關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)電池板的彎曲和可變形。柔性太陽(yáng)能電池具有質(zhì)量輕、可塑性好、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì),已成為未來(lái)電子產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì),應(yīng)用發(fā)展前景巨大。

按不同太陽(yáng)能材料類(lèi)型綜述了柔性非晶硅、柔性有機(jī)聚合物、柔性鈣鈦礦和柔性染料敏化4種太陽(yáng)能電池的制備方法及其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,重點(diǎn)分析了不同種類(lèi)電池實(shí)現(xiàn)柔性化的技術(shù)關(guān)鍵,比較了在制備工藝、成本、性能及應(yīng)用場(chǎng)景的異同,并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行了分析和展望。

1 柔性太陽(yáng)能電池的制備技術(shù)

1.1 柔性非晶硅太陽(yáng)能電池

非晶硅薄膜電池相比于單晶硅、多晶硅電池,擁有更高的光敏感性、更廣的吸收譜線(xiàn)、更低的生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn),以柔性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、柔性不銹鋼、超薄玻璃為襯底的非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池已得到廣泛研究,甚至已經(jīng)投入商業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用,例如以摻雜氟的Sn O(FTO)、摻雜硼的Zn O(BZO)導(dǎo)電玻璃為基底的剛性非晶硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)投入到了商業(yè)化應(yīng)用[2-3]。

當(dāng)前在太陽(yáng)能電池的制作中,非晶硅是應(yīng)用最廣泛、最適用的一種制作材料。與晶體硅材料相比,非晶硅薄膜材料具有生產(chǎn)耗能少、價(jià)格低、使用靈活、適合工業(yè)化生產(chǎn)和光吸收能力強(qiáng)等特點(diǎn),同時(shí)非晶硅薄膜材料具有與晶硅材料不同的光學(xué)特性,吸收譜線(xiàn)也不同[4]。近年來(lái),通過(guò)加入氫化納米晶硅(nc-Si∶H)、微晶硅(uc-Si)薄膜材料,以及改善薄膜材料制造工藝和改進(jìn)所用的器件等新技術(shù)制備的柔性非晶硅太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率得到了進(jìn)一步的提升[5]。

非晶硅太陽(yáng)能電池的核心器件是其中的P/I/N 非晶硅結(jié)構(gòu),玻璃襯底非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池[4]結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 玻璃襯底非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)

由圖1可知,非晶硅結(jié)構(gòu)采用的是PIN 結(jié)而不是PN 結(jié),I層是光敏層,因而通過(guò)引入本征的I層提高電池性能,其最低電場(chǎng)強(qiáng)度大小隨I層厚度的不同而改變,厚度加大,最低電場(chǎng)強(qiáng)度降低,采用疊層法是提高電池穩(wěn)定性的一個(gè)比較好的技術(shù)方法。

基于非晶硅材料的強(qiáng)吸光能力和更薄的厚度,有利于制備薄膜(柔性)太陽(yáng)能電池。李旺等[6]以厚度為3.2毫米的超薄柔性玻璃為襯底,使用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)設(shè)備在超薄玻璃上沉積BZO 導(dǎo)電膜作為陽(yáng)極,制備單結(jié)非晶硅電池。通過(guò)優(yōu)化薄膜沉積工藝和薄膜厚度,與硬質(zhì)玻璃基底相比,基于柔性超薄玻璃基底的BZO薄膜具有更高的透光率,有利于提高短路電流。最終,成功在柔性玻璃襯底上制備出了轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定在7.82%的柔性非晶硅太陽(yáng)能電池。Yan等[7]采用梯度高氫稀釋技術(shù)和卷對(duì)卷生產(chǎn)工藝,進(jìn)一步改善了a-Si H 和a-SiGe∶H 薄膜的質(zhì)量,同時(shí)采用a-SiH/a-SiGe∶H/nc-Si∶H 疊層結(jié)構(gòu),制備出多結(jié)柔性非晶硅太陽(yáng)能電池,制備的0.25、400、800 cm3面積的模塊電池效率分別為16.3%、12.0%和11.3%。

1.2 柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池

柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池可使用卷對(duì)卷、噴墨打印及其他新型技術(shù)進(jìn)行制備,具有柔性好、制備成本低、低溫可制備、體積小等優(yōu)點(diǎn)。

柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)在于其柔性襯底,柔性襯底是其實(shí)現(xiàn)柔性化的基礎(chǔ)。柔性襯底主要分為塑料、金屬薄片、超薄玻璃片、紙質(zhì)襯底及生物復(fù)合薄膜五大類(lèi),而塑料襯底又由于透明、質(zhì)量輕、柔性等特點(diǎn)在柔性太陽(yáng)能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)塑料襯底的結(jié)晶性及穩(wěn)定性主要分為熱塑性半結(jié)晶塑料襯底(如PET,聚酰亞胺)、非結(jié)晶塑料襯底[如聚碳酸酯,聚醚砜(PES)]及非結(jié)晶高玻璃轉(zhuǎn)變溫度塑料襯底(如聚芳酯,聚酰亞胺)。

目前,常見(jiàn)的柔性材料有PET 和PES 等。PET[8]作為一種代表性熱塑性半結(jié)晶塑料襯底,具有良好的透明度和抗拉伸性能及低吸濕性等優(yōu)點(diǎn),但其耐高溫性能較差,在制造過(guò)程中存在表面薄膜剝落或者缺陷較多等問(wèn)題。而PES[9]是一種無(wú)定型聚合物,由醚鍵、砜基和苯環(huán)彼此連接而成,物理機(jī)械性能良好,具有耐熱性、耐酸堿、耐氧化且無(wú)毒等特點(diǎn),因其良好的化學(xué)穩(wěn)定性和成膜性能,近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于柔性器件中。

傳統(tǒng)無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池工作原理為一個(gè)“PN”結(jié)[10],有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池效率遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的主要因素之一是有機(jī)聚合物材料比無(wú)機(jī)硅材料的載流子遷移率小。YU[11]發(fā)明了可溶液旋涂的共軛聚合物/可溶解的C60衍生物-共混型“本體異質(zhì)結(jié)”,通過(guò)受體/給體聚合物的共混制備本體異質(zhì)結(jié)器件(體相異質(zhì)結(jié)),由富勒稀聚合物受體和聚合物給體材料相互貫穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成,本體異質(zhì)結(jié)的活性中有著無(wú)數(shù)微小的“PN”結(jié),能夠進(jìn)行電子與空穴相對(duì)的分離和能量傳輸收集,其分子結(jié)構(gòu)與能級(jí)圖見(jiàn)圖2。

圖2 共混型異質(zhì)結(jié)的分子結(jié)構(gòu)和能級(jí)示意圖

柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化材料由活性層材料、電極材料和修飾層材料組成,電子受體材料和電子給體材料構(gòu)成了聚合物太陽(yáng)能電池的活性層材料。在材料的選擇上,所使用的電子受體一般為C60可溶解性的衍生物(PCBM),此外由于在光吸收、價(jià)格、與特定材料的匹配方面存在優(yōu)勢(shì),如苝二酰亞胺衍生物、環(huán)氧樹(shù)脂-苝二酰亞胺(EP-PDI)[12-13]、苯并咪唑苯并菲羅啉(BBL)[14]等材料也受到了一定的關(guān)注。常用的給電子材料主要有聚噻吩(PT)、聚芴(PF)、聚對(duì)苯撐乙烯(PPV)及其衍生物。聚噻吩及其衍生物的結(jié)構(gòu)類(lèi)似芳香環(huán),具有光譜響應(yīng)范圍廣、空穴傳輸能力高、成膜性好、溶解性高、環(huán)境穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),是目前最廣泛使用的電子給體材料[15]。

在柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池中,常用的電極材料有Mg、Al、Ag、Ca等。其中Al的電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性良好、加工簡(jiǎn)單、價(jià)格低、制備工藝成熟,廣泛應(yīng)用于電池的陰極。大量的研究結(jié)果表明,在柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的陽(yáng)極與活性層或陰極與活性層之間修飾層進(jìn)行陰極或陽(yáng)極修飾可以提高電池的穩(wěn)定性、光電轉(zhuǎn)換效率和壽命。聚(3,4-乙撐二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)聚合物具有較高的透過(guò)率、良好的光電穩(wěn)定性和窄的帶隙,是一種良好的陽(yáng)極修飾材料。使用PEDOT∶PSS作為陽(yáng)極修飾層可以改善陽(yáng)極的表面形貌,同時(shí)增大陽(yáng)極的功函數(shù),有利于空穴的注入。目前,一些研究表明向PEDOT∶PSS中添加一定量的有機(jī)溶劑,可以改善PEDOT∶PSS的電導(dǎo)率等物理特性,對(duì)提高柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的性能發(fā)揮了積極的作用[16-17]。要提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率通常從給體材料和受體材料的選擇、給體材料與受體材料的比例、制備的器件結(jié)構(gòu)、制備器件的工藝條件的優(yōu)化等提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率[18]。

1.3 柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池,2009年,Kojima等[19]最早利用有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料替代傳統(tǒng)液體染料作為光敏材料應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池中,制備出鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池通常包含透明導(dǎo)電基底、載流子傳輸層、鈣鈦礦層及金屬電極等結(jié)構(gòu)。柔性鈣鈦礦電池多采用塑料薄膜基底實(shí)現(xiàn)柔性化,由于塑料薄膜本身不導(dǎo)電,因此用作電池基底時(shí)需附加一層導(dǎo)電極導(dǎo)電膜,如氧化銦錫(ITO)、氟摻雜的氧化錫(FTO)、鋁摻雜的氧化鋅(AZO)等。以FTO 為導(dǎo)電膜的柔性鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。其中最常用的2 種導(dǎo)電基底為滌綸樹(shù)脂(PET)/ITO 和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/ITO,具有透明、耐腐蝕、耐高溫的特性,且透光率大于80%,光電轉(zhuǎn)化效率也較高。在電子傳輸層的優(yōu)化方面,TiO2是應(yīng)用最廣泛的電子傳輸層材料,Yang等[20]報(bào)道了通過(guò)加入一種致密的非晶TiO2薄膜改善導(dǎo)電性,電池效率為15.07%,大幅提高了光電轉(zhuǎn)化效率。空穴傳輸層的主要作用是收集與傳輸空穴、實(shí)現(xiàn)電子-空穴對(duì)分離。由于目前使用的有機(jī)空穴層材料價(jià)格昂貴,尋找廉價(jià)的無(wú)機(jī)空穴材料是其研究熱點(diǎn)。

圖3 以氟摻雜的氧化錫為導(dǎo)電膜的柔性鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)

此外,提高基底導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電性和柔韌耐用性也是近些年研究的重點(diǎn)。Li等[21]將高柔性的銀網(wǎng)嵌入PET 中,再將其表面旋涂上高導(dǎo)電性的透明聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸鹽(PH1 000),制備出PET/Ag-mesh/PH1 000基底。與PET/ITO 基底相比,PET/Ag-mesh/PH1000具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和韌性,電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到當(dāng)前無(wú)ITO 電極柔性鈣鈦礦電池的最高效率。除PET、PEN 外,國(guó)內(nèi)外也研究了基于其他柔性基底材料制備的太陽(yáng)能電池。Lee等[22]采用超薄、半透明的Ag層作為背電極,制備了鈦箔基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。Tavakoli等[23]通過(guò)兩步蒸發(fā)法在柳木玻璃/ITO 基底上制備的鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)化效率為12.06%。

相比而言,以剛性襯底為基礎(chǔ)的鈣鈦礦電池的效率為25.2%[24],但是柔性鈣鈦礦電池的效率相對(duì)較低。盡管以PET、PEN 等塑料薄膜為襯底的柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率已經(jīng)達(dá)到較高水平,但相比剛性太陽(yáng)能電池,仍然存在一定的差距。目前柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還存在一些尚未解決的關(guān)鍵問(wèn)題。一是柔性基底性能問(wèn)題,ITO 膜抗彎曲強(qiáng)度較低,而PET/Ag?mesh/PH1 000 轉(zhuǎn)化效率較低,還需尋找更合適的柔性基底材料以提高轉(zhuǎn)化效率。二是電池穩(wěn)定性問(wèn)題。目前柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在組裝時(shí)穩(wěn)定性較差,需通過(guò)材料體系的改進(jìn)及器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提高電池穩(wěn)定性,才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

1.4 柔性染料敏化太陽(yáng)能電池

1991年,Ocregan等[25]制備了第一個(gè)染料敏化太陽(yáng)電池(DSSC)原型機(jī),其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7.1%。通過(guò)深入的染料敏化太陽(yáng)電池工藝和機(jī)理研究[25-27],DSSC 的制備工藝和光電轉(zhuǎn)化效率得到了一定改善和提高。柔性DSSC 質(zhì)量輕、抗沖擊、成本低、環(huán)境友好易降解,具有一定的柔性,可以通過(guò)改變形狀、外觀、顏色實(shí)現(xiàn)多元化、多場(chǎng)景應(yīng)用。柔性DSSC 可以利用成卷大規(guī)模生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本,產(chǎn)生較好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性,是近年來(lái)DSSC研發(fā)的重點(diǎn)之一[28-31]。

柔性染料敏化太陽(yáng)能電池是由柔性基底、半導(dǎo)體電極、光敏染料、電解質(zhì)和對(duì)電極組成,其工作原理見(jiàn)圖4[32]。

圖4 染料敏化太陽(yáng)能電池工作原理

由圖4可知,太陽(yáng)光照射到光電極,染料分子吸收太陽(yáng)光,電子被激發(fā)到激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)電子由于不穩(wěn)定性會(huì)進(jìn)入到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中,通過(guò)導(dǎo)電膜載流子引入到外電路,經(jīng)過(guò)外電路循環(huán)再返回到對(duì)電極。同時(shí)氧化態(tài)染料分子被還原,氧化態(tài)電解質(zhì)擴(kuò)散到對(duì)電極接受電子被還原,通過(guò)氧化和還原的再生循環(huán)形成電流[25,32-34]。

柔性染料敏化太陽(yáng)能電池大多以柔性ITO/PET 為基底,由于PET 高分子材料耐熱溫度低于150℃,高溫條件下ITO 導(dǎo)電薄膜電阻率較高[35],需要嚴(yán)格控制制備工藝溫度,同時(shí)有機(jī)襯底層和透明導(dǎo)電膜之間的晶格配合程度也較低,涂層不能附著。所以,在特定的溫度條件下生產(chǎn)涂層電極是技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)于TiO2涂層電極的柔性染料敏化太陽(yáng)能電池而言,納米TiO2印刷漿料的生產(chǎn)方式很多,如溶膠凝膠法[36]、水熱法[37]、液相沉積法[26]等,其中水熱法制備的TiO2納米顆粒大小均勻、晶相單一、晶粒發(fā)育完整,能夠得到理想的化學(xué)計(jì)量組成[38],制備的涂層厚度易于控制、透光性好,更利于對(duì)光的吸收。王仁博等[39]通過(guò)水熱法將TiO2分別與乙醇、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯及去離子水4種試劑混合制備的柔性基板TiO2涂層電極,在n(TiO2)∶n(乙醇)＝1∶6的條件下,柔性染料敏化太陽(yáng)能電池達(dá)到的光電轉(zhuǎn)換效率約為1.48%。

由于金屬基板不透明,光電轉(zhuǎn)化效率比較低,所以柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的研究更集中于低溫制備導(dǎo)電性能良好的透明基底柔性染料太陽(yáng)能電池光電極。Peiris等[40]通過(guò)化學(xué)液相沉積法,制備了以ITO-PEN 為襯底的Zn O 光陽(yáng)極太陽(yáng)能電池,并測(cè)得光電轉(zhuǎn)換效率為0.38%。化學(xué)液相沉積法使氧化物薄膜與柔性基底的結(jié)合性更好。呂喜慶等[41]通過(guò)水熱-旋涂法制備N(xiāo)b2O5包覆的柔性TiO2基底的染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為6.89%。

Jarzebski等[42]研究發(fā)現(xiàn)Sn O2材料電子遷移率比TiO2材料更快,因此Sn O2基底的染料敏化太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性更高[43]。但是由于Sn O2導(dǎo)帶能級(jí)比TiO2低,導(dǎo)致Sn O2基底的染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率較差[44]。陳增等[45]采用電泳法基于ITO-PEN 襯底制備Sn O2/TiO2復(fù)合膜,經(jīng)過(guò)10 MPa壓力機(jī)械壓膜處理,組裝電池的光電轉(zhuǎn)化效率為3.95%。

柔性染料敏化太陽(yáng)能電池(FDSSC)的發(fā)展不僅需要提高柔性染料敏化太陽(yáng)電池的電光變換質(zhì)量與性能,還需進(jìn)一步降低成本并實(shí)現(xiàn)卷對(duì)卷的規(guī)?；a(chǎn)。

1.5 不同類(lèi)型的柔性太陽(yáng)能電池性能比較

不同類(lèi)型的柔性太陽(yáng)能電池性能比較見(jiàn)表1。

表1 不同類(lèi)型的柔性太陽(yáng)能電池性能比較

由表1可知,柔性染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率較高,成本低,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求低,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,能耗低,適應(yīng)于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),且FDSCC的使用壽命長(zhǎng),更有望應(yīng)用于柔性可穿戴設(shè)備、光伏建筑一體化及其他新興光控領(lǐng)域。4種柔性太陽(yáng)能電池發(fā)展的關(guān)鍵是進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)換效率。柔性非晶硅太陽(yáng)能電池還需要突破能耗高、壽命短等問(wèn)題;柔性有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池和柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池需要優(yōu)化制備工藝,才能大規(guī)模生產(chǎn)和降低制作成本。

2 柔性太陽(yáng)能電池的應(yīng)用

柔性太陽(yáng)能電池在可穿戴電子設(shè)備、服裝、光伏建筑集成等領(lǐng)域的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在柔性可穿戴設(shè)備領(lǐng)域,將光伏電池(PVCs)與儲(chǔ)能裝置(ESD)相結(jié)合,發(fā)明自供電可穿戴電子產(chǎn)品,其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、脈搏監(jiān)測(cè)、汗液監(jiān)測(cè)、氣體監(jiān)測(cè)等[46]。

在服裝領(lǐng)域,與服裝集成一體化的柔性太能電池,可作為便攜式電子設(shè)備的電能儲(chǔ)存與電力供應(yīng)裝置[47];可為電熱片加熱提供電源,制定對(duì)外界環(huán)境具有一定調(diào)控作用的智能溫控服裝。

在太陽(yáng)能電池占LED 組合(PV-LED)領(lǐng)域,利用柔性太陽(yáng)能電池的高能量轉(zhuǎn)化效率[48-49]與可折疊性[50],與LED 光源一體化,可開(kāi)發(fā)柔性太陽(yáng)能LED 路燈、柔性太陽(yáng)能花瓣燈、柔性太陽(yáng)能LED 庭院燈等應(yīng)用產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)PV-LED 產(chǎn)品商業(yè)化。

柔性太陽(yáng)能電池還可廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、施工、應(yīng)用等各領(lǐng)域的一體化中,可以較好地解決空間浪費(fèi)的現(xiàn)象,還能節(jié)約能源、保證房屋美觀性。

3 結(jié)束語(yǔ)

相對(duì)于剛性太陽(yáng)能電池,新型柔性太陽(yáng)能電池有更為廣泛的應(yīng)用前景,但要實(shí)現(xiàn)出色的柔韌性、耐熱性和高轉(zhuǎn)化效率,柔性材料的選擇、解決電極導(dǎo)電薄膜和柔性襯底上界面的結(jié)合等問(wèn)題是成功研發(fā)的關(guān)鍵。通過(guò)比較分析了柔性非晶硅、柔性有機(jī)聚合物、柔性鈣鈦礦和柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的制備方法和研究狀況。相對(duì)于柔性有機(jī)聚合物和柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,柔性非晶硅太陽(yáng)能電池和柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝更為簡(jiǎn)單,且柔性染料敏化太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本最低、壽命較長(zhǎng),但其光轉(zhuǎn)換效率較低。柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光轉(zhuǎn)化效率較高,但制備工藝較為復(fù)雜,這些柔性太陽(yáng)能電池能夠在光伏建筑一體化、柔性可穿戴設(shè)備領(lǐng)域、服裝領(lǐng)域、可移動(dòng)電子設(shè)備電源等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。