中國科學(xué)院物理研究所孟慶波團(tuán)隊(duì)在新型薄膜光伏技術(shù)領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，其研發(fā)的銅鋅錫硫硒電池權(quán)威認(rèn)證效率突破至16.6%，并成功制備出高性能柔性電池組件。這一成果標(biāo)志著我國在低成本、高穩(wěn)定性薄膜光伏領(lǐng)域邁入國際領(lǐng)先行列。

該電池采用銅、鋅、錫、硫、硒等地球豐度元素構(gòu)成核心材料，具有顯著的成本優(yōu)勢與環(huán)境適應(yīng)性。研究顯示，這種材料體系不僅原料獲取便捷，更具備抗太空輻射的特殊性能，使其在地面分布式能源系統(tǒng)與航天器供電領(lǐng)域展現(xiàn)出雙重應(yīng)用潛力。全薄膜疊層技術(shù)的突破，為構(gòu)建高效輕量化能源系統(tǒng)提供了新路徑。

面對材料結(jié)晶缺陷復(fù)雜、原子排列無序等長期制約技術(shù)發(fā)展的難題，研究團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新材料結(jié)晶控制工藝，實(shí)現(xiàn)了原子級缺陷精準(zhǔn)調(diào)控。這項(xiàng)突破使電池內(nèi)部能量損耗大幅降低，為效率提升奠定基礎(chǔ)。從2022年突破13%效率瓶頸后，該團(tuán)隊(duì)持續(xù)保持技術(shù)迭代速度，三年內(nèi)連續(xù)跨越14%、15%、16%三個(gè)關(guān)鍵效率節(jié)點(diǎn)。

在器件放大與柔性化制備方面，團(tuán)隊(duì)同步攻克了大面積均勻成膜與機(jī)械穩(wěn)定性強(qiáng)化等關(guān)鍵技術(shù)，成功構(gòu)建出可彎曲的薄膜光伏組件。相關(guān)技術(shù)成果自2023年起已在《自然·能源》期刊連續(xù)發(fā)表五次，形成完整的技術(shù)創(chuàng)新鏈。

據(jù)行業(yè)專家分析，當(dāng)薄膜光伏電池效率達(dá)到15%-16%區(qū)間時(shí)，其制造成本與發(fā)電效益的平衡點(diǎn)開始顯現(xiàn)。此次16.6%的認(rèn)證效率結(jié)合材料本身的低成本特性，使該技術(shù)具備從實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)條件，有望推動(dòng)新型光伏技術(shù)在建筑一體化、可穿戴設(shè)備供電等新興領(lǐng)域的應(yīng)用。