氧化鋅（ZnO）作為一種具有寬禁帶特性的半導體材料，近年來在光伏領域的應用研究持續(xù)升溫。其獨特的物理化學性質(zhì)——包括可見光透光率超過80%、可溶液加工特性、低毒性以及低成本優(yōu)勢，使其成為替代傳統(tǒng)氧化銦錫（ITO）材料的熱門候選。特別是在有機太陽能電池（OSCs）和鈣鈦礦電池領域，ZnO通過優(yōu)化能級匹配和提升電荷傳輸效率，展現(xiàn)出顯著的技術潛力。

在材料改性方面，科研人員通過缺陷鈍化與結(jié)構(gòu)調(diào)控策略，有效提升了ZnO基光伏器件的性能。針對ZnO表面氧空位缺陷導致的載流子捕獲問題，研究團隊引入小分子電解質(zhì)（如PMABr–OH）或揮發(fā)性添加劑（如DIB），不僅鈍化了表面缺陷，還優(yōu)化了納米顆粒的堆疊有序性，使電子遷移率顯著提高。例如，某課題組開發(fā)的ZnO/有機電解質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)，將修飾層厚度容忍度擴展至10–55 nm范圍，器件效率提升至17.02%，同時解決了大面積制備工藝中的均勻性難題。

工藝創(chuàng)新同樣推動著ZnO光伏應用的進步。狹縫涂布技術的突破實現(xiàn)了100×100 mm2大面積均勻ZnO薄膜的制備，通過復合溶劑（乙醇/正丁醇）與乙醇胺添加劑的協(xié)同作用，墨水穩(wěn)定性延長至18個月，薄膜粗糙度大幅降低。這一進展為印刷式光伏產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎，特別是在柔性器件和建筑光伏一體化（BIPV）領域展現(xiàn)出廣闊前景。

然而，ZnO的產(chǎn)業(yè)化之路仍面臨多重挑戰(zhàn)。導電性方面，盡管紫外光摻雜可將ZnO電導率提升至500 S/cm，但與ITO（5000–10000 S/cm）仍存在數(shù)量級差距，且暗態(tài)電導率衰減問題尚未完全解決。穩(wěn)定性方面，濕熱環(huán)境可能引發(fā)ZnO與鈣鈦礦層的界面降解，需通過表面包覆（如Al?O?原子層沉積）或無機改性（如鋅基異構(gòu)體氧化鋅）增強環(huán)境耐受性。當前ZnO基器件實驗室尺寸多小于5×5 cm，而鈣鈦礦電池所需的透明導電氧化物（TCO）玻璃尺寸已達1000×2000 mm，大面積均勻性成為制約規(guī)模化應用的關鍵瓶頸。

針對產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)，科研界正探索低能耗綠色工藝，例如直接法合成ZnO以減少對原生鋅礦的依賴，同時提升全生命周期環(huán)境效益。在柔性器件領域，ZnO已展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢——某課題組通過雙功能添加劑DIB調(diào)控ZnO納米顆粒定向排列，使剛性OSCs效率突破20.1%，柔性器件效率達19.1%，為可穿戴設備和物聯(lián)網(wǎng)供能提供了新思路。

隨著跨學科合作的深化，ZnO在光伏領域的應用正從實驗室研究向產(chǎn)業(yè)化邁進。通過材料設計、界面工程與規(guī)模化工藝的協(xié)同創(chuàng)新，這一環(huán)境友好型功能材料有望突破效率與穩(wěn)定性瓶頸，在鈣鈦礦疊層電池、物聯(lián)網(wǎng)能源供應等新興領域?qū)崿F(xiàn)深度融合，為光伏技術的多元化發(fā)展注入新動能。