新型光伏电池效率连续三年跨尺度跃升，我国实现16.6%认证新纪录

近期，中国科学院物理研究所的孟庆波团队在新型薄膜光伏技术领域取得了显著进展，成功实现了铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜光伏电池性能的又一次重大突破。该团队将电池的权威认证效率提升至16.6%，这不仅刷新了该类型电池的性能记录，而且标志着我国在新型光伏技术的研究上取得了重要进展。此外，团队还成功研制出高性能的柔性电池及组件，这一成果不仅展现了我国在光伏材料创新上的实力，更标志着我国在新型光伏技术产业化道路上迈过了关键性的技术门槛。

随着全球能源转型的步伐不断加快，以及深空探索和空间基础设施建设的不断升级，对太阳能技术的需求日益凸显。特别是在低轨卫星互联网、太空能源基地等重大工程领域，对太阳能技术提出了更加严格的要求，包括低成本、长寿命、轻质化以及资源的可持续利用。在这样的背景下，CZTSSe(铜锌锡硒)材料因其独特的优势而备受关注。这种材料由铜、锌、锡等在自然界中丰富的元素组成，不仅资源获取便利，成本相对低廉，而且对环境友好，同时具备良好的抗太空辐照能力。CZTSSe材料所采用的全薄膜叠层技术，预示着它在未来地面和太空大规模能源应用中具有巨大的潜力和重要作用。

尽管优势显著，但近十年CZTSSe光伏技术发展遇阻。受多方面元素影响，材料存在缺陷复杂、原子排布无序、内部能量损耗大等难题，电池性能与行业发展一度停滞。

在这项研究中，我国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，从根源降低缺陷活性与内部损耗。2022年团队率先突破13%效率瓶颈，此后3年连续实现14%、15%、16%跨尺度跃升，完成器件放大与柔性组件构建，相关研究自2023年起连续5次在国际学术期刊《自然 能源》发表。

依据薄膜光伏技术的发展轨迹，当电池效率达到15%至16%的区间时，便可以开始逐步实现产业化。目前，CZTSSe电池的效率已达到16.6%，结合其独特的优势，已经具备了产业化的基础条件。展望未来，随着CZTSSe电池效率有望提升至接近20%，组件效率达到18%，并且实现大规模的批量生产，这种电池将在航天装备等多个领域得到广泛应用。