中科院孟庆波团队再次实现新型薄膜光伏铜锌锡硫硒性能突破

近日，中国科学院传来喜讯，中国科学院物理研究所及北京凝聚态物理国家研究中心的孟庆波团队在新型薄膜光伏材料铜锌锡硫硒(简称CZTSSe)的研究上取得了重大突破。该团队成功将电池的权威认证效率提升至16.6%，并且成功研制出高性能柔性电池及组件，这是该领域世界纪录的第10次刷新。这些令人瞩目的成就不仅被收录在多国光伏专家联合发布的“太阳能电池效率表”中，还出现在美国国家实验室发布的“最佳研究电池效率表”上。这一系列纪录的连续收录，标志着我国在新型光伏技术领域已经实现了全球的领跑地位，并且技术已经迈过了产业化的关键门槛。这一成果的取得，无疑为我国光伏产业的发展注入了强大的动力。

当前，全球能源转型加速，深空探索与空间基础设施建设升级，低轨卫星互联网、太空能源基地等重大工程对太阳能技术提出低成本、长寿命、轻质化、资源可持续的核心要求。CZTSSe材料由铜、锌、锡等常见元素组成，兼具资源丰富、成本低、环境友好、抗太空辐照等优势，其全薄膜叠层技术有望在未来地面与太空大规模能源应用中发挥重要作用。

“我们研发的新型薄膜太阳能电池，主要具有资源丰富、成本低、环境友好、化学稳定、抗太空辐照等多重优势，将能够促进薄膜光伏更大规模、更低成本和更多样化的应用，为能源的生产提供更多样化和更有全球竞争力的技术。”团队成员、中国科学院物理研究所副研究员石将建对中青报·中青网记者说。

据了解，孟庆波团队深耕基础研究10余年，精准攻克材料结晶、原子结构与缺陷调控等关键科学问题，开发原子空位策略引导铜锌原子有序归位，从根源上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，成果入选2023年度中国光伏领域重大科技进展，是该领域唯一入选团队。

根据薄膜光伏技术的成熟发展轨迹，当电池效率达到15%至16%的区间时，便可以逐步推进产业化进程。目前，CZTSSe电池凭借其高达16.6%的效率，加之其独特的优势，已经具备了产业化的坚实基础。展望未来，随着CZTSSe电池效率有望进一步提升至接近20%，组件效率达到18%，并且实现大规模的批量生产，该技术将具备强大的市场竞争力。届时，CZTSSe电池有望在航天装备等多个领域得到广泛应用，为我国实现“双碳”目标和建设航天强国的战略目标提供有力支撑。

随着科技的飞速发展，能源生产的视野已不再局限于地面，而是开始投向浩瀚的太空，探索太空能源的无限潜力。我国在“十五五”规划的新赛道上，正将目光聚焦于未来能源领域的重要发展。正如石将建所言，我们将进一步深化基础研究，加大技术研发力度，并与各方紧密合作，加速产业化进程。我们的目标是，为全球清洁能源体系贡献出具有中国特色的中国方案，共同迈向绿色、可持续的未来。