3月25日，记者从中国科学院物理研究所获悉，该所孟庆波团队近日取得新型薄膜光伏技术新突破，将铜锌锡硫硒（CZTSSe）太阳能电池的权威认证效率提升至16.6%，这是该团队第十次刷新这一领域的世界纪录，标志着我国在新型光伏领域实现全球领跑，技术迈过产业化关键门槛。

  此次刷新的效率纪录，已连续被多国光伏专家联合发布的“太阳能电池效率表”、美国国家实验室发布的“最佳研究电池效率表”收录，成为我国在新型光伏领域技术实力的重要佐证。同时，团队还完成了高性能柔性CZTSSe电池及组件的研制，为该技术后续的实际应用奠定了坚实基础。

  NREL国际光伏效率榜单连续4次收录团队成果

  十年技术瓶颈，中国团队如何实现破局？

  当下，全球能源转型步伐加快，深空探索、低轨卫星互联网、太空能源基地等重大工程的推进，对太阳能技术提出了低成本、长寿命、轻质化、资源可持续的新要求。

  CZTSSe电池之所以成为光伏领域的研究热点，核心在于其独特的材料优势，由铜、锌、锡等地球储量丰富的常见元素组成，不仅原材料成本低、环境友好，还具备出色的抗太空辐照和热稳定性能，其全薄膜叠层技术，未来在地面清洁能源和太空大规模能源应用中均有巨大潜力。

  不过，CZTSSe光伏技术的发展并非一帆风顺。过去十年，受多元元素特性影响，该材料一直面临缺陷复杂、原子排布无序、内部能量损耗大等难题，电池性能提升陷入停滞，成为制约技术发展的关键瓶颈。

  孟庆波团队深耕这一领域基础研究十余年，精准瞄准材料结晶、原子结构与缺陷调控等核心科学问题展开攻关，独创原子空位策略，引导铜锌原子有序归位，从根源上降低了材料的缺陷活性和内部能量损耗，成功打破技术僵局。2022年，团队率先突破13%的效率瓶颈，此后三年间持续发力，先后实现14%、15%、16%的跨尺度效率跃升，同时完成了器件放大与柔性组件构建。其研究成果不仅入选2023年度中国光伏领域重大科技进展，还是该领域唯一入选的团队，相关研究自2023年起更连续5次发表于国际顶级能源期刊《自然・能源》。

  迈过门槛之后，这款光伏电池未来向何？

  那么，16.6%的效率为何意味着迈过产业化关键门槛？从无机薄膜光伏的发展规律来看，第二代的CdTe、CIGS等薄膜电池，正是在实验室效率进入15%—16%区间后逐步实现产业化。如今CZTSSe电池效率达到16.6%，叠加其资源丰富、耐辐射、稳定性好等天然优势，让该技术具备了产业化的基础条件，正式进入加快应用示范和规模化发展的新阶段。

CZTSSe太空光伏电池应用示意图

  据介绍，CZTSSe电池的商业化应用仍需进一步突破，当电池单体效率接近20%、组件效率达到18%以上，且具备稳定的大面积批量制备能力后，将标志着该技术具备了重要的商业化竞争力。届时，依托轻质柔性、可折叠展开的特性，这款新型光伏电池将在便携式能源系统、移动装备供电等地面场景大显身手，更能在卫星、空间能源平台、深空探测等航天领域发挥重要作用，成为支撑未来新型能源体系和空间能源发展的重要技术方向之一。

  孟庆波团队表示，后续将深化基础研究、推进技术研发，联动各方加快产业化进程，为全球清洁能源体系提供中国方案。（光明网记者宋雅娟）