中国实现新型薄膜光伏研究新突破 效率达16.6%

中国科学院物理研究所孟庆波团队近日在新型薄膜光伏铜锌锡硫硒（CZTSSe）性能上取得突破，将电池权威认证效率提升至16.6%，并成功研制出高性能柔性电池及组件。这标志着我国在新型光伏领域技术迈过了产业化关键门槛。

CZTSSe材料由铜、锌、锡等常见元素组成，具有资源丰富、成本低、环境友好、抗太空辐照等优势。这种材料的全薄膜叠层技术在未来地面与太空大规模能源应用中有望发挥重要作用。全球能源转型加速，深空探索与空间基础设施建设升级，对太阳能技术提出了低成本、长寿命、轻质化和资源可持续的核心要求。

尽管CZTSSe材料有显著优势，但近十年来其光伏技术发展遇到了瓶颈。材料存在缺陷复杂、原子排布无序、内部能量损耗大等问题，导致电池性能停滞不前。

在这项研究中，科研团队攻克了材料结晶、原子结构与缺陷调控等关键科学问题，从根源上降低了缺陷活性与内部损耗。2022年，团队率先突破13%的效率瓶颈，此后三年连续实现14%、15%、16%的跨尺度跃升，并完成了器件放大与柔性组件构建。相关研究成果自2023年起连续五次在国际学术期刊《自然・能源》发表。

按照薄膜光伏发展规律，当效率达到15%到16%区间时即可逐步产业化。目前CZTSSe电池的效率已达到16.6%，具备了产业化的基础。未来，随着效率接近20%且组件效率达18%，并实现批量制备后，该技术有望广泛应用于航天装备等领域。