中国科学院青岛生物能源与工艺研究所研究团队日前在新型太阳能电池材料中实现光电转换效率超过15%，并获得国际权威机构认证。相关成果是能源、材料领域的国际学术杂志《自然》

该技术的核心材料是铜、锌、锡、硫、硒（简称CZTSSe）。该材料原料来源广泛，主要元素丰富地存在于地壳中，不依赖稀有金属，材料成本低。进而，能够通过溶液法制造，制造成本也得到抑制，由于是薄膜型电池，所以材料使用量也少。此外，它是一种不含有害元素的安全环保型材料，适合大规模应用，在复杂环境下也能保持性能。由于这些优点，CZTSSe太阳能电池有望成为有前途的新一代太阳能电池技术。

然而，这种材料一方面“质地优良”，另一方面又有一个长期困扰研究人员的重大课题——在高温制造工艺中，材料内部的金属离子容易自由活动。这就像建房时砖头、钢筋随意移动一样，结果结构不稳定，性能也不提高。这也是CZTSSe太阳能电池转换效率长期停滞不前的重要因素。

为了解决这个问题，该研究小组在材料内部引入了一个被称为“界面相”的层，使其作为“交通整理角色”发挥作用。这种被称为Li姶SnS₃的特殊结构，在重要的反应过程中，将金属离子引导到正确的路径，使晶体结构更加均匀稳定，从而达到将“自由活动材料”排列到正确配置的效果。

通过这种方法，晶粒生长更大、更整齐，材料内部缺陷大大降低，发电性能得到根本提高。新的机制使研究团队取得了一系列重要成果。光电转换效率达到15.45%，国际第三方认证效率达到15.04%。此外，在比较窄的带隙条件下，开路电压首次突破600mV，为解决该类型光电转换器件的性能瓶颈指明了新的方向。从材料生长机理的观点出发，首先系统地阐明了“离子迁移-缺陷-性能”的关系。这些成果为未来的产业化应用奠定了坚实的基础。在全球能源转型加速之际，这一成果有望在未来的清洁能源体系中发挥重要作用，为绿色低碳发展提供新的解决方案。

《自然能源》刊登了这一消息。央视新闻报道。

広州・深圳のお部屋探しは友和生活にお任せ下さい！

友和生活服務有限公司
友和不動産
ウェブ：https://yuwa-life.com
メール：life@yuwa.cn