研究团队在Kesterite太阳能电池的制造过程中应用了氢处理。
Kesterite 太阳能电池在新南威尔士大学开发。新南威尔士大学悉尼分校
新南威尔士大学(UNSW)的研究人员打破了锌黄锡矿(Kesterite)太阳能电池效率的世界纪录，该电池被认为是传统硅基太阳能电池板的有前途的替代品。该团队已经实现了“宽带隙辉长石太阳能电池有史以来最好的 13.2% 效率，该太阳能电池已用氢得到增强”。
锌黄锡矿是一种天然存在的矿物，由铜、锌、锡和硫(CZTS)组成，它长期以来一直因其在太阳能电池应用中的潜力而得到认可。它储量丰富、无毒且生产成本低，使其成为下一代太阳能技术的有吸引力的候选者。
“硅组件几乎达到了其理论效率的极限，因此我们试图做的是回答光伏行业提出的关于下一代电池将由什么制成的问题，”领导该研究团队的Scientia教授Xiaojing Hao指出。
克服锌黄锡矿生产中的挑战
以前利用锌黄锡矿(Kesterite )全部潜力的尝试因制造过程中形成的缺陷而受到阻碍。该团队通过在制造过程中采用一种涉及氢气处理的新方法来应对这一挑战。这种被称为钝化的技术可有效中和缺陷的不利影响，并允许 Kesterite 太阳能电池以显着提高效率将阳光转化为电能。
这一突破建立在新南威尔士大学团队六年研究的基础上，该团队最初实现了11.4%的CZTS 器件效率。现在，随着氢钝化技术的引入，他们打破了以前的记录，并为Kesterite太阳能技术开辟了新的可能性。“这里的大局是，我们最终希望使电力更便宜、更环保，”Hao教授说。
“CZTS 是太阳能电池的理想材料，因为它环保、成本效益高，并且具有长期稳定性。”
新南威尔士大学团队的成就对太阳能的未来具有重大影响。
非常适合叠层太阳能电池
Kesterite太阳能电池非常适合用于叠层太阳能电池，叠层太阳能电池结合了不同的材料来捕获更广泛的阳光并实现更高的效率。该团队乐观地认为，这一突破将为到2030年实现 Kesterite 太阳能电池的商业化铺平道路。
“我们仍需努力寻找进一步减少 CZTS 中发现的缺陷的方法，无论是在制造过程中还是通过制造后处理，”Hao教授承认。“但我们知道这是一种很好的材料。当我们自下而上地考虑这些要求时，我们知道我们需要的是储量广泛、环保、具有良好的光电特性并且可以持续很长时间的东西—而 CZTS 符合要求。“
Kesterite 提供可持续解决方案
该团队旨在探索太阳能电池的替代材料，包括钙钛矿。虽然钙钛矿拥有更高的效率，但它存在稳定性问题和毒性问题。相比之下，Kesterite提供了一种更可持续和环保的解决方案。
“当你反其道而行之时，从上到下，也许使用像钙钛矿这样的东西，你可以在开始时获得真正的高性能和高效率，但它的稳定性要差得多，而且光伏板可能只能使用一年，所以它是不可持续的，”她总结道。
“解决这些问题可能需要很长时间，而使用CZTS时，如果我们能将其效率提高到20%，那么我认为它真的会起飞，因为它没有其他限制，因为它满足了我们想要使用的材料类型的所有标准。”
