创新世界记录的CZTS电池效率

日前，澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)郝晓静研究员课题组宣布其研发的CZTS(硫铜锡锌)太阳能电池的效率突破11%，创造了新的世界纪录。

硫铜锡锌矿Cu2ZnSnS4(CZTS)是一种四元化合物半导体，具有无毒、低成本、理论光电转换效率高等优点，作为下一代太阳电池的优秀候选材料而引起了人们的广泛关注。CZTS的带隙值为1.5eV，接近单结太阳电池所需的最佳带隙值。当与其他元素(如Ge或Ag)合金化时，CZTS的带隙可以很容易的在很宽的高范围内调整。与需要稀土材料的CIGS和含有有毒材料的CdTe电池相比，CZTS满足高带隙、无毒、元素地壳含量丰富等要求。

高效CZTS太阳电池的制备是未来高效CZTS和硅叠层太阳电池发展的关键先决条件。然而近年来，CZTS目前的最高效率停滞在9%左右，远低于33%的理论效率和高带隙CIGS电池的效率。

最近，新南威尔士大学的马丁格林教授和郝晓静研究员课题组通过异质结的后热处理，使标准面积(超过1cm2)及小尺寸CZTS太阳能电池的光电转换效率分别突破10%及11%。该结果发表在国际顶级期刊自然能源(NatureEnergy)上。

郝晓静研究员表示：“CIGS材料中的铟也被用于平板显示设备的制造，因此材料价格预计仍将居高不下。而CIGS的生产线可以通过简单改造用于生产CZTS电池。CZTS除了可以单独用作薄膜太阳能电池外，还有潜力与晶硅电池组成多结电池。”