8月19日消息,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)光伏与可再生能源工程学院郝晓静(Xiaojing Hao)教授团队在Nature Energy发表论文,报道了一种降低铜锌锡硫(CZTS)太阳能电池材料中微观缺陷的制造工艺,实现了该技术路线的电压性能纪录,器件效率达到12.4%。论文共同作者包括王澳(Ao Wang)博士和孙凯文(Kaiwen Sun)博士。
研究发现,CZTS在高温制造过程的最早期阶段,材料中的铜倾向于从预定位置漂移,产生杂质与缺陷从而俘获光生载流子。团队通过在初始热反应阶段强化铜-硫键合,使组分在整个制造过程中保持均匀分布,大幅减少了限制效率的缺陷。
CZTS又称黄锡矿(kesterite),由铜、锌、锡、硫四种元素组成,储量丰富且相对无毒,与部分竞争性薄膜半导体材料相比具有供应链与环保优势,因而被视为叠层太阳能电池顶部吸收层的有力候选——叠层结构堆叠两种不同材料以捕获比单结硅更宽的光谱。
郝晓静此前曾向PV Tech阐述黄锡矿商业化的分阶段效率路线图:达到约20%效率意味着真正的商业化机会,中间目标为15%。此次12.4%的效率与电压纪录标志着缺陷控制思路的验证,为面向叠层器件的顶电池应用继续铺路。在全球薄膜与叠层技术竞赛中,无镉、无稀缺元素的CZTS路线若持续提升效率,将为光伏制造提供差异化选材空间。
(来源:PV Tech)