全球能源轉型的浪潮下,深空探索與空間基礎設施建設不斷升級,低軌衛星互聯網、太空能源基地等重大工程對太陽能技術提出了全新要求:低成本、長壽命、輕質化、資源可持續。在這一背景下,一種由銅、鋅、錫等常見元素組成的新型薄膜光伏材料——銅鋅錫硫硒(CZTSSe)正嶄露頭角,其憑借資源豐富、成本低廉、環境友好、抗輻照等特性,成為地面與太空能源應用領域的潛力選手。
然而,CZTSSe光伏技術的發展并非一帆風順。過去十年間,受材料缺陷復雜、原子排布無序、內部能量損耗大等因素制約,電池性能提升陷入瓶頸,產業化進程一度停滯。如何突破這些科學難題,成為全球科研團隊競相攻克的關鍵。
近日,中國科學院物理研究所孟慶波團隊傳來喜訊:該團隊成功攻克材料結晶、原子結構與缺陷調控等核心問題,從根源上降低了缺陷活性與內部損耗,將CZTSSe電池的權威認證效率提升至16.6%,并完成高性能柔性電池及組件的研制。這一突破標志著我國在新型光伏領域技術邁過產業化關鍵門檻,為全球能源轉型提供了新的技術路徑。
回顧研究歷程,團隊成果斐然:2022年率先突破13%的效率瓶頸,此后三年連續實現14%、15%、16%的跨尺度躍升,并完成器件放大與柔性組件構建。相關研究自2023年起連續五次登上國際學術期刊《自然?能源》,引發全球關注。
根據薄膜光伏發展規律,效率達到15%至16%區間即可逐步推進產業化。當前,CZTSSe電池16.6%的效率結合其自身優勢,已具備產業化基礎。未來,若其效率接近20%、組件效率達18%并實現批量制備,有望在航天裝備、地面分布式能源等領域大規模應用,為全球能源轉型注入新動能。























