效率突破15%，中国团队攻克铜锌锡硫硒太阳能电池核心瓶颈，登上《自然·能源》

2月26日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所宣布，其研究团队在铜锌锡硫硒太阳能电池（CZTSSe）材料上取得重要突破，光电转换效率超过15%，并已获得国际权威机构认证。该研究成果已在国际学术期刊《自然·能源》上正式发表。

据央视新闻介绍，CZTSSe太阳能电池的核心优势在于原材料"平民化"——铜、锌、锡等主要组成元素在地壳中储量丰富，完全不依赖稀有金属，从源头上压低了材料成本。同时，该电池采用溶液法制备，工艺门槛较低，制造费用可控；作为薄膜电池，材料消耗量也远低于传统硅基电池。此外，CZTSSe材料不含有毒元素，安全环保，且在复杂环境下仍能维持稳定性能，具备大规模推广的条件。

不过，这类材料此前一直面临一个核心瓶颈：高温制备过程中，材料内部的金属离子容易发生无序迁移，导致晶体结构紊乱、缺陷增多，直接制约了电池效率的提升。

针对这一难题，研究团队创新性地在材料内部引入了一层名为Li₂SnS₃的特殊"界面相"结构。这层结构在关键反应阶段发挥"引导"作用，能够有效调控金属离子的迁移路径，使晶体生长更加均匀有序，从根本上减少了材料内部缺陷。

借助这一新机制，研究团队实现了多项关键指标的突破：实验室光电转换效率达到15.45%，国际权威认证效率为15.04%；在较窄带隙条件下，开路电压首次突破600mV。研究还从材料生长机理层面，首次系统阐明了"离子迁移—缺陷—性能"三者之间的内在关联，为破解该类光伏器件的性能瓶颈提供了全新思路。

在太阳能电池技术领域，国内企业的专利布局也在持续推进。据国家知识产权局信息，通威太阳能近期申请了一项优化集电栅线设计的太阳电池专利，旨在降低载流子传输损耗以实现降本增效。

凭借低成本、环保无毒、原料充裕等综合优势，CZTSSe被视为极具潜力的下一代太阳能电池技术路线。随着全球清洁能源转型步伐加快，上述研究成果为该技术走向产业化奠定了重要基础。

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