近日，福州大学物信学院程树英教授团队在前期探索和研究基础之上，为解决室内弱光且多方向性的收集问题，提出室内光伏装饰一体化设想，创新性地设计了双面对称的柔性CZTSSe薄膜电池，实现了室内能源的有效利用。该工作成果以福州大学为第一作者单位发表在Nature Communications上（Nat Commun12, 3107 (2021)），青年教师邓辉博士为该论文的第一作者，程树英教授为通讯作者。

室内光伏发电是通过吸收利用生活中灯光达到节能环保的目的，促进智能住宅产业的发展。柔性Cu₂ZnSn(S,Se)₄ (CZTSSe)薄膜太阳能电池具有绿色环保、成本低廉、稳定高效的特点，在室内光伏市场具有巨大的发展潜力。由于室内光照较弱且具有多方向性，能量的收集和利用变得尤为困难。程树英教授团队提出的双面对称的柔性CZTSSe薄膜太阳能电池，不仅具有优良的弱光性能和柔性无毒的特点，而且能够有效收集来自于四面八方的光线，为新型室内光伏应用产品的发展提供方案。

图1. （a）双面CZTSSe的室内光伏应用设计；（b）器件照片和结构示意图；（c）双面器件性能统计；（d） J-V 曲线；（e）EQE曲线

该光伏器件具有双面对称结构（Ag /ITO /ZnO /CdS /CZTSSe /MoSe₂ /Mo /MoSe₂ /CZTSSe /CdS /ZnO /ITO /Ag）。该器件关键之处为采用了60微米厚高导电性的Mo箔作为衬底，完美兼容了传统CZTSSe体系及工艺，不仅具有足够强度来支撑两侧的多层薄膜，而且显示出高的弯曲性能。在制作过程中，创新地采用两侧同步交替沉积的方式，衬底清洗、自旋涂层、退火、硒化和化学水浴沉积等工艺通过一次性的实验制备得到两侧薄膜，保持了两面的一致性，还节省了时间和成本。

通过对性能的优化，该器件在标准太阳光下两面的效率分别为9.3%和9%，在1.5-18.5mw/cm²弱LED照明下，器件的效率也达到6-8.8%，处于国际领先水平。另外，在50°角状态下弯曲3000次后，器件的两面同时承受拉伸和挤压应力，双面柔性CZTSSe电池可以保持原有效率的95%以上，完全满足室内柔性装饰的使用要求。

由于Mo箔是良好的导体，双面CZTSSe太阳能电池共用了同一衬底，易实现两端的并联。正反面分别采用1个太阳光和0.3倍太阳光照射，并联电路的输出短路电流为8.7mA，实现前电池（7.0mA）和后电池（2.1mA）的电流叠加，损耗