青岛能源所突破CZTSSe电池效率达15%的关键技术

中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究团队在2026年2月26日对外公布，该团队在铜锌锡硫硒太阳能电池，也就是CZTSSe技术领域取得了关键性突破。他们在实验室制备出的器件光电转换效率达到15.45%，而经过国际权威机构认证的效率为15.04%，这标志着该技术已正式突破15%的效率大关。

CZTSSe被业界公认为具有广阔应用前景的下一代光伏技术，它拥有多项显著优势：其构成元素在地壳中储量丰富，无需依赖稀土或战略性金属，原料获取便捷且成本可控；采用溶液法成膜工艺，兼具薄膜电池的结构特点，能显著降低材料消耗与制造成本；电池材料中不含铅、镉等有毒元素，环境友好，并且在高温、高湿等复杂工况下仍能保持良好的运行稳定性，非常适合进行规模化部署与应用。

针对以往制约该电池性能的深层机制瓶颈，研究团队提出了原创性的解决路径，在材料体系中精准引入了Li?SnS?作为功能性界面相。该界面相在晶体生长过程中，能够发挥类似“离子路径调控中心”的作用，可有效约束并引导不同金属离子按照既定方向与速率进行迁移，从而缓解离子迁移动力学差异，显著抑制晶格紊乱、减少缺陷形成，并推动晶粒更均匀、更大尺寸地定向生长，从源头上增强了光生载流子的产生与收集能力。

依托这一新机制，研究取得了一系列实质性突破：在带隙为1.10电子伏特的较窄带隙条件下，电池的开路电压首次突破600毫伏，成功打破了此类光伏器件长期存在的电压瓶颈；与此同时，器件整体能量转换效率也跃升至行业领先水平。

该研究还首次在原子尺度上揭示了金属离子迁移行为、缺陷态演化与器件光电性能三者之间的动态耦合关系，构建起一个覆盖材料合成、结构演化到器件物理的完整理论框架。

此项成果不仅为CZTSSe电池性能的持续提升开辟了新路径，也为其实现低成本、高可靠性、大规模工程化应用奠定了坚实的技术与理论基础。