我国在无机光伏材料薄膜化领域取得新进展：光电转化效率达10.1% !

9月16日消息，据媒体报道，南京邮电大学柔性电子全国重点实验室黄维院士与辛颢教授团队采用溶液法制备出大面积“铜锌锡硫硒”（CZTSSe）光伏薄膜，其光电转换效率达到10.1%，验证了该类无机化合物在柔性光伏材料领域的产业化前景。

据辛颢教授介绍，目前广泛使用的第一代晶体硅光伏材料质地坚硬，而当前研究致力于发展柔软、轻薄甚至可穿戴的柔性光伏技术。虽然钙钛矿等新一代光伏材料易于成膜，但其稳定性仍存在不足。在这一背景下，性能更稳定的第二代光伏材料“铜铟镓硒”（CIGS）重新引起关注。

辛颢指出，“铜铟镓硒”因成膜良率低且原材料铟、镓价格高昂，其发展长期受限。2021年，该团队尝试以储量大、成本低的锌和锡替代铟和镓，并采用溶液法替代传统真空工艺，成功制备出0.1平方厘米的“铜锌锡硫硒”薄膜，实现了13%的光电转换效率。

然而，光伏组件需达到10平方厘米以上才具备实际应用价值，而面积扩大通常会导致效率显著下降。团队经过四年攻关，发现溶液成膜过程中表面过早形成致密结晶层，阻碍了硒元素向膜层内部的渗透，从而影响薄膜质量。

通过系统调整溶液“配方”，团队成功提高了薄膜的孔隙率与结构疏松度，促进硒的充分扩散，显著改善了薄膜的均匀性和表面平整度，最终制备出有效面积为10.48平方厘米的光伏组件。

经国际权威机构测试，该组件实现了10.1%的光电转换效率，相关结果已被国际《太阳能电池效率表》（Solar Cell Efficiency Tables）收录。

黄维院士表示，“铜锌锡硫硒”技术路线具有原材料储量丰富、环境友好、成本低廉等优势。本项研究不仅证实溶液法制备无机柔性光伏材料在技术上的可行性，也展现出其推动产业应用的潜力。