2月26日,記者從中國科學院青島生物能源與過程研究所(以下簡稱“青島能源所”)獲悉,該所研究團隊圍繞銅鋅錫硫硒太陽能硒化相變過程中“金屬離子遷移不可控”的技術瓶頸,提出了Li₂SnS₃介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。借助該新方法,基於銅鋅錫硫硒材料的太陽能電池光電轉換效率突破15%,標誌著中國在新一代太陽能電池研究中走在了世界前列。相關研究成果於2月25日發表在國際期刊《自然·能源》上。銅鋅錫硫硒太陽能電池圖片。科研團隊供圖銅鋅錫硫硒材料具有元素儲量豐富、成本低、穩定性高、無毒等優勢,已成為太陽能領域備受關注的新一代材料。但該材料在高溫製備過程中,其內部的金屬離子容易“亂跑”。為此,青島能源所研究團隊提出一個巧妙的新思路:在銅鋅錫硫硒材料內部引入一層“介面相”作為“交通指揮員”。這層名為Li₂SnS₃的特殊結構,可以在關鍵反應過程中引導金屬離子按照正確路線移動,讓晶體結構更加均勻、穩定。在這一新機制的助力下,研究團隊所製備的銅鋅錫硫硒太陽能電池光電轉換效率達到15.45%,國際權威認證效率為15.04%;在較窄帶隙條件下,開路電壓首次突破600毫伏,為解決該類型太陽能器件的性能瓶頸提供了新思路。這些成果也為銅鋅錫硫硒太陽能電池的產業化處理程序提供了關鍵理論與技術支撐。 (科技日報)