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記者25日從中國科學(xué)院物理研究所獲悉，該所孟慶波研究員團(tuán)隊(duì)在新型薄膜光伏研究領(lǐng)域再次取得突破，將銅鋅錫硫硒電池權(quán)威認(rèn)證光電轉(zhuǎn)換效率提升至16.6%，并完成高性能柔性電池及組件研制，第10次刷新該領(lǐng)域世界紀(jì)錄。該成果標(biāo)志著我國在新型光伏領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全球領(lǐng)跑，技術(shù)邁過產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵門檻。

銅鋅錫硫硒材料因原料資源豐富、成本低，對(duì)環(huán)境影響小，還特別耐太空輻照，被看作未來在地面和太空大規(guī)模應(yīng)用的重要選擇，特別是滿足低軌衛(wèi)星、太空能源基地對(duì)太陽能技術(shù)“低成本、長壽命、輕質(zhì)化”的核心需求。

“但近十年來，銅鋅錫硫硒光伏技術(shù)的發(fā)展并不順利。由于含有多種元素，材料存在原子排列不規(guī)整、內(nèi)部能量損耗大等問題，電池性能和整個(gè)行業(yè)的發(fā)展一度陷入停滯。”孟慶波說。

為此，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種“原子空位”策略，引導(dǎo)銅原子和鋅原子有序排列，從源頭上減少了缺陷活性和內(nèi)部能量損耗。2022年，團(tuán)隊(duì)率先突破了銅鋅錫硫硒光伏技術(shù)13%的光電轉(zhuǎn)換效率瓶頸，隨后又連續(xù)實(shí)現(xiàn)14%、15%直至16%的效率跨越，并完成了高性能柔性電池及組件的研制。

按照薄膜光伏的發(fā)展規(guī)律，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到15%—16%，就可以逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。目前，銅鋅錫硫硒光伏技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)16.6%，再加上材料本身的優(yōu)勢，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)邁過了產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵門檻。

業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，當(dāng)電池效率接近20%、組件效率達(dá)到18%，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)后，這項(xiàng)技術(shù)將具備全面的市場競爭力，有望廣泛應(yīng)用于航天裝備等場景，為我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和航天強(qiáng)國戰(zhàn)略提供有力支撐。