澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)郝曉靜研究員課題組日前宣布其研發(fā)的CZTS(硫銅錫鋅)太陽(yáng)能電池的效率突破11%，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。

硫銅錫鋅礦Cu2ZnSnS4(CZTS)是一種四元化合物半導(dǎo)體，具有無(wú)毒、低成本、理論光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，作為下一代太陽(yáng)電池的優(yōu)秀候選材料而引起了人們的廣泛關(guān)注。CZTS的帶隙值為1.5eV，接近單結(jié)太陽(yáng)電池所需的最佳帶隙值。當(dāng)與其他元素(如Ge或Ag)合金化時(shí)，CZTS的帶隙可以很容易的在很寬的高范圍內(nèi)調(diào)整。與需要稀土材料的CIGS和含有有毒材料的CdTe電池相比，CZTS滿足高帶隙、無(wú)毒、元素地殼含量豐富等要求。

高效CZTS太陽(yáng)電池的制備是未來(lái)高效CZTS和硅疊層太陽(yáng)電池發(fā)展的關(guān)鍵先決條件。然而近年來(lái)，CZTS目前的最高效率停滯在9%左右，遠(yuǎn)低于33%的理論效率和高帶隙CIGS電池的效率。

最近，新南威爾士大學(xué)的馬丁格林教授和郝曉靜研究員課題組通過(guò)異質(zhì)結(jié)的后熱處理，使標(biāo)準(zhǔn)面積(超過(guò)1cm2)及小尺寸CZTS太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率分別突破10%及11%。該結(jié)果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊自然能源(NatureEnergy)上。

郝曉靜研究員表示：“CIGS材料中的銦也被用于平板顯示設(shè)備的制造，因此材料價(jià)格預(yù)計(jì)仍將居高不下。而CIGS的生產(chǎn)線可以通過(guò)簡(jiǎn)單改造用于生產(chǎn)CZTS電池。CZTS除了可以單獨(dú)用作薄膜太陽(yáng)能電池外，還有潛力與晶硅電池組成多結(jié)電池。”