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中國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心清潔能源實驗室孟慶波團隊自2016年開展CZTSSe薄膜太陽能電池研究以來，通過對CZTSSe材料和器件更深入的物理和化學認識，在該領域已經(jīng)取得了諸多進展。先后報道了CZTSSe電池電荷損失和缺陷性質分析、環(huán)境友好水溶液體系金屬-分子配位調控、薄膜生長模式調控、材料生長動力學協(xié)同調控等系列成果(Nat. Energy 2023, 8, 526; Adv. Mater. 2022, 34, 2202858；Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2102298；Nano Energy, 2020, 76, 105042；Sci. Bull. 2020, 65, 738；Nano Energy 2020, 89, 106405；Joule, 2020, 4, 472)。在此基礎上，該團隊于2022年創(chuàng)造了CZTSSe電池13.6%認證效率，刷新了該電池世界紀錄，并被著名太陽能電池專家Martin Green教授主編的國際權威電池效率統(tǒng)計表“Solar cell efficiency tables (Version 60)”收錄。

最近，該團隊通過更深入科學理解和技術攻關，在該方向取得了進一步進展，創(chuàng)造了14.9%的電池認證效率。該結果已被美國可再生能源實驗室(NREL)最新發(fā)布的“Best Research-Cell Efficiency Chart”收錄。NREL發(fā)布的Best Research-Cell Efficiency Chart是太陽能電池領域國際最權威的效率統(tǒng)計表，只嚴格審查收錄經(jīng)過獨立、公認的測試實驗室確認并經(jīng)過標準化過程報告的電池效率。這是中科院物理所開展太陽能電池研究以來第一次被NREL統(tǒng)計收錄。

CZTSSe太陽能電池首個認證效率(9.7%)于2010年被NREL收錄，并于2014年達到12.6%，但之后長達7年時間一直未獲突破，電池效率進入發(fā)展瓶頸期。直到2021年，我國科學家通過環(huán)境友好溶液體系取得了新進展，獲得了13.0%認證效率(NREL)，為打破CZTSSe電池效率瓶頸帶來了新曙光。中科院物理所團隊的最新成果則在13.0%效率基礎上提高了近2%(絕對效率)。這一進展代表了CZTSSe太陽能電池效率的巨大突破，也代表該電池及其關鍵核心技術將進入新的發(fā)展階段。該突破同時為以CZTSSe為代表的新型無機薄膜太陽能電池體系的發(fā)展帶來新的機遇。

NREL Best Research-Cell Efficiency Chart  原文鏈接：https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html

圖1. NREL最新發(fā)布的最高電池效率紀錄表(Best Research-Cell Efficiency Chart)