效率打破15%,我国新一代太阳能电池研讨获得新停顿

2月26日消息，据报道，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队在铜锌锡硫硒太阳能电池（CZTSSe）研究中取得重大突破，其光电转换效率突破15%并获国际权威机构认证。

CZTSSe是极具潜力的下一代太阳能电池技术，核心优势显著：

-主要组成元素在地壳中储量丰富，不依赖稀有金属，材料成本低；

-采用溶液法制备、薄膜电池形态，制备成本和材料用量双低；

-不含毒元素，安全环保，在复杂环境中性能稳定，适合大规模推广应用。

此前该技术的发展受核心难题制约——高温制备过程中，材料内部金属离子易无序迁移，导致晶体结构紊乱、缺陷增多，电池效率难以提升。

研究团队针对性提出创新解决方案，在材料内部引入Li₂SnS₃特殊“界面相”结构，该结构如同“交通指挥员”，能引导金属离子沿正确路线移动，平衡离子迁移差异，让晶体结构更均匀稳定，大幅减少材料内部缺陷，同时促进晶粒更大、更整齐地生长，从根本上提升电池发电能力。

借助这一新机制，研究团队实现多项关键指标突破：

-实验室光电转换效率达15.45%，国际权威认证效率为15.04%；

-在1.10eV较窄带隙条件下，开路电压首次突破600mV，破解了该类光伏器件的性能瓶颈。

Li2SnS3界面相调控金属离子迁移示意图

同时，团队还从材料生长机理层面，首次系统阐释了“离子迁移—缺陷—性能”三者间的内在关联，形成了系统的理论支撑。

该研究成果不仅为CZTSSe太阳能电池的后续研发提供了全新思路，也为其产业化应用筑牢了理论和技术基础。