中国科学院物理研究所的科研团队在新型薄膜光伏领域再次取得重大突破。由孟庆波研究员领衔的团队成功将铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳能电池的认证效率提升至16.6%,这一成果标志着我国在该领域连续第十次刷新世界纪录,相关技术已具备产业化应用条件。
研究团队通过开发原子空位调控技术,实现了铜锌原子有序排列,从材料晶体结构层面降低了缺陷密度和能量损耗。这项基础研究突破为效率提升奠定了关键基础,使得电池效率在三年内实现从13%到16%的跨越式发展。目前该技术已通过多国光伏专家联合认证,相关数据被收录在国际权威效率榜单中。
与传统硅基太阳能电池相比,CZTSSe材料具有显著优势。其组成元素铜、锌、锡在地壳中储量丰富,制备成本较现有技术降低40%以上。实验室数据显示,该材料在太空辐射环境下仍能保持85%以上的初始效率,特别适合深空探测器、低轨卫星等特殊场景应用。研究团队已成功制备出柔性电池组件,最小弯曲半径达3毫米,为可穿戴设备和移动能源系统提供了新的解决方案。
随着全球能源转型加速,太空基础设施建设对新型能源技术提出更高要求。CZTSSe薄膜电池凭借轻质化(单位面积重量<1kg/m²)、高效率、长寿命等特性,成为地面分布式能源和空间能源平台的理想选择。据测算,采用该技术的卫星太阳能板重量可减轻60%,发电成本下降35%,这将大幅降低商业航天发射和运营成本。
该团队在基础研究领域持续深耕十余年,先后攻克材料结晶控制、界面缺陷修复等关键技术难题。近三年发表在《自然-能源》等顶级期刊的研究成果显示,通过元素掺杂和界面工程优化,电池开路电压提升至0.92V,填充因子达到78%,这些参数均达到国际领先水平。目前团队已与多家能源企业建立联合实验室,加速推进中试生产线建设。
据科研人员介绍,当电池效率突破18%、组件效率达到16%时,该技术将具备全面市场化竞争力。预计未来五年内,CZTSSe薄膜电池将在建筑一体化光伏、新能源汽车充电系统、便携式电源等领域形成百亿级市场规模。研究团队正在开发叠层电池技术,通过与钙钛矿材料结合,有望将效率进一步提升至25%以上。






















