記者今天（3月25日）從中國(guó)科學(xué)院獲悉，近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所孟慶波團(tuán)隊(duì)再次實(shí)現(xiàn)新型薄膜光伏銅鋅錫硫硒（CZTSSe）性能突破，將電池權(quán)威認(rèn)證效率提升至16.6%，并完成高性能柔性電池及組件研制，標(biāo)志我國(guó)在新型光伏領(lǐng)域技術(shù)邁過(guò)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵門檻。

當(dāng)前，全球能源轉(zhuǎn)型加速，深空探索與空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)升級(jí)，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、太空能源基地等重大工程對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)提出低成本、長(zhǎng)壽命、輕質(zhì)化、資源可持續(xù)的核心要求。CZTSSe材料由銅、鋅、錫等常見(jiàn)元素組成，兼具資源豐富、成本低、環(huán)境友好、抗太空輻照等優(yōu)勢(shì)，其全薄膜疊層技術(shù)有望在未來(lái)地面與太空大規(guī)模能源應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

盡管優(yōu)勢(shì)顯著，但近十年CZTSSe光伏技術(shù)發(fā)展遇阻。受多方面元素影響，材料存在缺陷復(fù)雜、原子排布無(wú)序、內(nèi)部能量損耗大等難題，電池性能與行業(yè)發(fā)展一度停滯。

在這項(xiàng)研究中，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)攻克了材料結(jié)晶、原子結(jié)構(gòu)與缺陷調(diào)控等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，從根源降低缺陷活性與內(nèi)部損耗。2022年團(tuán)隊(duì)率先突破13%效率瓶頸，此后3年連續(xù)實(shí)現(xiàn)14%、15%、16%跨尺度躍升，完成器件放大與柔性組件構(gòu)建，相關(guān)研究自2023年起連續(xù)5次在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然?能源》發(fā)表。

按照薄膜光伏發(fā)展規(guī)律，效率達(dá)15%到16%區(qū)間即可逐步產(chǎn)業(yè)化。當(dāng)前CZTSSe電池16.6%的效率，疊加自身優(yōu)勢(shì)，已具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。未來(lái)其效率接近20%、組件效率達(dá)18%并實(shí)現(xiàn)批量制備后，有望廣泛應(yīng)用于航天裝備等領(lǐng)域。