新型薄膜光伏技术研发取得重要进展。记者25日从中国科学院物理研究所获悉，该所孟庆波研究员团队成功制备出大面积铜锌锡硫硒薄膜光伏组件 ，组件光电转换效率达到13.0% ，刷新了该类组件效率的世界纪录，为下一代低成本、环境友好型太阳能电池产业化奠定坚实基础。相关研究成果在线发表于世界 学术期刊《自然·材料》杂志 。
铜锌锡硫硒是一种新型薄膜光伏材料 ，由铜 、锌 、锡等地球储量丰富、费用 低廉且环境友好的元素组成 ，被认为是下一代可持续太阳能电池的重要方向 。近年来，孟庆波团队已先后10次刷新该类电池效率的世界纪录。然而 ，要将这种“实验室明星”推向实际应用 ，一个关键难题摆在面前：器件尺寸一旦放大，薄膜均匀性就急剧下降 ，效率也随之“缩水” 。
“问题出在溶液过程 。 ”孟庆波介绍 ，传统方法中，金属离子与有机分子会形成复杂的交联网络 ，导致溶剂挥发 、元素分布和结晶过程都不均匀 ，就像和面时面疙瘩太多，擀出的薄膜“面皮 ”厚薄不一。为此，他们从分子尺度入手 ，引入甲酰胺作为“协调员” ，精准调控金属离子与有机分子的配位结构，成功打破了这种交联“乱局 ” 。
基于这一分子配位调控策略 ，团队开发出适合大面积连续生产的溶液涂布工艺 ，在10平方厘米的基板上制得了高度均匀的铜锌锡硫硒薄膜 。用这块薄膜做成1平方厘米的小面积电池，认证效率达到14.2%；而通过激光划线做成6节子电池串联 、总面积10.5平方厘米的组件 ，认证效率仍高达13.0%。
“这充分证明 ，铜锌锡硫硒薄膜技术不仅能在实验室小面积上做得好，也具备放大生产和产业化的潜力 。 ”孟庆波表示 ，这项研究为低成本、绿色薄膜光伏组件的规模化制造提供了新思路 。
（文章来源：科技日报）
