我国科研人员在无机光伏材料薄膜化领域取得新进展

记者从南京邮电大学获悉，该校柔性电子全国重点实验室黄维院士和辛颢教授团队，用溶液法获得大面积“铜锌锡硫硒”光伏薄膜，并以10.1%的光电转化效率，验证了无机化合物制备柔性光伏材料的产业化潜力。国际学术期刊《自然·能源》9月15日在线发表相关成果。

据辛颢介绍，第一代光伏材料晶体硅质地坚硬，当前光伏领域的研究热点是将光伏材料变得柔软、轻薄，甚至可以缝在衣服上。钙钛矿等新一代光伏材料虽然容易制成薄膜，但性能尚不稳定。在此背景下，第二代光伏材料“铜铟镓硒”重回研究人员视野。

“‘铜铟镓硒’因薄膜良品率低，且铟和镓的成本高，长期没有突破。”辛颢告诉记者，2021年，她和团队将铟和镓换成锌和锡，又用溶液法取代传统的真空法，制备出0.1平方厘米的“铜锌锡硫硒”光伏薄膜，光电转化效率达到13%。

但国际上通常认为，光伏组件的面积超过10平方厘米，光电转化效率才有实际意义，可随着薄膜面积放大，光电转化效率会大幅降低。经过4年多研究，团队发现，在溶液法制备薄膜的过程中，薄膜表面过早形成了致密结晶层，挡住了硒渗入薄膜内部的通路。

团队反复实验，精准调控溶液“配方”，提高薄膜孔隙率，让结构更疏松，以便硒充分渗入，改善了薄膜均匀性与表面平整度，成功制备出有效面积达10.48平方厘米的光伏组件。

经国际权威机构测试，该组件的光电转化效率达10.1%，并被国际《太阳能电池效率表》正式收录。

黄维表示，“铜锌锡硫硒”技术路线的优势在于原料储量丰富、无毒、成本低，此次研究成果标志着用溶液法制备无机柔性光伏材料不仅在理论上可行，而且具有产业化潜力。（记者陈席元）