铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池效率突破15%关键门槛 | 进展

背景：铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳能电池因其元素丰富、无毒稳定、成本低廉等优势，被视为极具潜力的新型光伏技术，但自2013年以来受复杂缺陷影响，长期陷入效率瓶颈。研究目的：中国科学院物理研究所孟庆波团队围绕CZTSSe体系，旨在突破效率限制，揭示效率提升的关键机制。结论：团队研究发现，CZTSSe在硒化结晶过程中存在相演化失衡问题，ZnSe先于Cu₂SnSe₃形成，导致缺陷增加。针对这一问题，团队提出钠活化硒化策略，通过引入高反应活性的Na-Se化合物，促进CTSe在更低温度下形成，平衡相演化路径，从而减轻Zn偏析、降低缺陷密度。优化后，器件最高效率达15.5%，第三方认证效率达15.1%，成为全球首个突破15%认证效率的CZTSSe太阳能电池，跨越了产业化关键门槛。相关成果发表于Joule。