在太陽能電池技術領域，科研人員始終致力于攻克關鍵難題，推動其光電轉換效率不斷提升。近日，一項關于銅鋅錫硫硒（CZTSSe）光伏技術的研究取得重大突破，為該領域的產業化發展注入了新動力。
CZTSSe光伏技術憑借元素儲量豐富、成本低廉、穩定性高且無毒等顯著優勢，被視為極具潛力的下一代光伏技術之一。然而，在發展過程中，CZTSSe光伏面臨著相變不可控制、開路電壓偏低以及光電轉換效率不足等一系列科學與技術難題，其中“金屬離子遷移不可控”是制約其發展的核心技術難題。
針對這一難題，一支科研團隊展開了深入研究。他們圍繞CZTSSe光伏硒化相變過程中的“金屬離子遷移不可控”問題，創新性地提出了利用Li?SnS?界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。具體而言，研究團隊在CZTSSe初始晶粒周圍引入Li?SnS?界面相，通過平衡硒化反應中Sn??/Zn2?的遷移差異，有效降低了CZTSSe中深能級缺陷密度，提高了CZTSSe的結晶質量，顯著提升了器件的開路電壓。
從結晶動力學的角度深入分析，科研人員解析了離子遷移與缺陷形成之間的內在關系。基于這一新機制，實現了CZTSSe光伏的光電轉換效率達到15.45%，并獲得了第三方國際權威認證效率15.04%。值得一提的是，在1.10 eV帶隙條件下，首次將開路電壓提升至600 mV以上，這一成果引起了學術界與產業界的廣泛關注。
該研究成果以“Regulating grain growth via Li2SnS3 interphase in kesterite solar cells with certified efficiency exceeding 15%”為題，發表在能源、材料類頂級期刊Nature Energy上。目前，這一成果已形成系統的知識產權布局，為CZTSSe太陽能電池的產業化進程提供了關鍵理論與技術支撐，有望推動太陽能電池規模化應用邁向新的高度。
