在全球能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型、深空探索與空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷升級(jí)的背景下，太陽(yáng)能技術(shù)正面臨新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、太空能源基地等重大工程，對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)提出了低成本、長(zhǎng)壽命、輕質(zhì)化以及資源可持續(xù)的核心要求。在此背景下，一種由銅、鋅、錫等常見(jiàn)元素組成的新型薄膜光伏材料——銅鋅錫硫硒（CZTSSe），憑借其資源豐富、成本低廉、環(huán)境友好以及抗太空輻照等顯著優(yōu)勢(shì)，逐漸成為科研領(lǐng)域的焦點(diǎn)。

然而，盡管CZTSSe材料具備諸多優(yōu)勢(shì)，其光伏技術(shù)的發(fā)展卻并非一帆風(fēng)順。近十年來(lái)，受材料缺陷復(fù)雜、原子排布無(wú)序以及內(nèi)部能量損耗大等多重因素影響，CZTSSe電池的性能提升一度陷入停滯，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也面臨重重阻礙。科研人員深知，若要實(shí)現(xiàn)CZTSSe材料的廣泛應(yīng)用，必須攻克這些關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所孟慶波團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得了重大突破。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)深入研究，成功解決了材料結(jié)晶、原子結(jié)構(gòu)與缺陷調(diào)控等核心難題，從根源上降低了缺陷活性與內(nèi)部損耗，從而顯著提升了CZTSSe電池的性能。據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)早在2022年就率先突破了13%的效率瓶頸，隨后在短短三年內(nèi)，連續(xù)實(shí)現(xiàn)了14%、15%、16%的跨尺度效率躍升，并完成了器件放大與柔性組件的構(gòu)建。

這一系列成果不僅彰顯了我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在新型光伏領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力，更為CZTSSe技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。值得注意的是，相關(guān)研究自2023年起已連續(xù)五次在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然?能源》上發(fā)表，引起了全球科研界的廣泛關(guān)注。

根據(jù)薄膜光伏技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，當(dāng)電池效率達(dá)到15%至16%的區(qū)間時(shí)，即可逐步邁向產(chǎn)業(yè)化。而當(dāng)前CZTSSe電池16.6%的認(rèn)證效率，結(jié)合其資源豐富、成本低廉等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已完全具備產(chǎn)業(yè)化的基本條件。業(yè)內(nèi)專家表示，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)當(dāng)CZTSSe電池效率接近20%、組件效率達(dá)到18%并實(shí)現(xiàn)批量制備時(shí)，其在航天裝備等領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。