新型薄膜光伏技術研發取得重要進展。記者25日從中國科學院物理研究所獲悉，該所孟慶波研究員團隊成功制備出大面積銅鋅錫硫硒薄膜光伏組件，組件光電轉換效率達到13.0%，刷新了該類組件效率的世界紀錄，為下一代低成本、環境友好型太陽能電池產業化奠定堅實基礎。相關研究成果在線發表于國際學術期刊《自然-材料》雜志。

銅鋅錫硫硒是一種新型薄膜光伏材料，由銅、鋅、錫等地球儲量豐富、價格低廉且環境友好的元素組成，被認為是下一代可持續太陽能電池的重要方向。近年來，孟慶波團隊已先后10次刷新該類電池效率的世界紀錄。然而，要將這種“實驗室明星”推向實際應用，一個關鍵難題擺在面前：器件尺寸一旦放大，薄膜均勻性就急劇下降，效率也隨之“縮水”。

“問題出在溶液過程。”孟慶波介紹，傳統方法中，金屬離子與有機分子會形成復雜的交聯網絡，導致溶劑揮發、元素分布和結晶過程都不均勻，就像和面時面疙瘩太多，搟出的薄膜“面皮”厚薄不一。為此，他們從分子尺度入手，引入甲酰胺作為“協調員”，精準調控金屬離子與有機分子的配位結構，成功打破了這種交聯“亂局”。

基于這一分子配位調控策略，團隊開發出適合大面積連續生產的溶液涂布工藝，在10平方厘米的基板上制得了高度均勻的銅鋅錫硫硒薄膜。用這塊薄膜做成1平方厘米的小面積電池，認證效率達到14.2%;而通過激光劃線做成6節子電池串聯、總面積10.5平方厘米的組件，認證效率仍高達13.0%。

“這充分證明，銅鋅錫硫硒薄膜技術不僅能在實驗室小面積上做得好，也具備放大生產和產業化的潛力。”孟慶波表示，這項研究為低成本、綠色薄膜光伏組件的規模化制造提供了新思路。