8月31日消息,《Nature Materials》发表研究,解决了kesterite(Cu2ZnSn(S,Se)4,CZTSSe)薄膜太阳能电池从实验室走向组件的核心难题。这种环境友好、地壳元素丰富的薄膜光伏材料通过溶液法加工发展迅速,但前驱体中复杂的配位网络阻碍大面积均匀成膜,实验室到组件的放大一直是主要瓶颈。
研究团队展示了分子层面的金属有机配位调控策略:抑制前驱液中交联网络的形成,促进溶剂高效脱除与均匀硒化结晶。该策略实现了10平方厘米面积上的高度均匀刮刀涂布成膜,获得1平方厘米电池14.2%、10.5平方厘米小组件13.0%的认证效率——这是可扩展kesterite光伏的跨越式提升(此前大面积组件效率多在12%以下徘徊)。
论文同时提供了kesterite溶液化学的分子层面认识。相比依赖铟、镓的CIGS和含铅钙钛矿,kesterite元素丰度高、毒性低,若能继续缩小与CIGS(约23%)的效率差距并验证户外稳定性,将在分布式与建筑光伏场景形成差异化竞争力。
(来源:Nature Materials)