青島能源所實現銅鋅錫硫硒光伏超15%效率

　　【儀表網 企業動態】太陽能電池的規模化應用并持續提升其光電轉換效率，對國家能源安全與經濟發展具有重要戰略意義。銅鋅錫硫硒(CZTSSe)光伏具有元素儲量豐富、成本低、穩定性高、無毒等優點，被認為是較大潛力的下一代光伏技術之一。提高CZTSSe光伏效率是現階段該領域發展的核心。
 

　　近日，青島能源所固態能源系統技術中心在崔光磊研究員帶領下，由邵志鵬、崔長城博士等圍繞CZTSSe光伏硒化相變過程中“金屬離子遷移不可控”這一核心技術難題，提出了Li?SnS?界面相平衡調控金屬離子遷移、進而輔助晶粒相變生長的新機制，攻克了CZTSSe光伏相變不可控制、開路電壓偏低、光電轉換效率不足等系列科學與技術難題。
 

　　研究團隊通過在CZTSSe初始晶粒周圍引入Li?SnS?界面相，平衡硒化反應中Sn4+/Zn2+遷移差異，有效降低CZTSSe中深能級缺陷密度，提高CZTSSe的結晶質量，顯著提升器件的開路電壓。從結晶動力學角度解析了離子遷移與缺陷形成的關系，實現了光電轉換效率15.45%，并取得第三方國際權威認證效率15.04%，在1.10 eV帶隙條件下首次將開路電壓提升至600 mV以上，獲得學術界與產業界的廣泛關注。該成果已形成系統的知識產權布局，為CZTSSe太陽能電池的產業化進程提供了關鍵理論與技術支撐。
 

圖1 Li2SnS3界面相調控金屬離子遷移示意圖
 

　　相關研究成果以“Regulating grain growth via Li2SnS3 interphase in kesterite solar cells with certified efficiency exceeding 15%”為題發表在能源、材料類頂級期刊Nature Energy上，青島能源所崔長城，李怡萌，魏浩和杜曉璠為共同第一作者，青島能源所崔光磊、邵志鵬，河南大學武四新、寇東星為論文通訊作者。