近日，我国科研团队在新型薄膜太阳能技术领域取得重要进展，成功通过溶液法制备出均匀、大面积 kesterite（CZTSSe）太阳能组件，并实现10.1% 的认证效率！该成果发表于《Nature Energy》，标志着溶液加工无机薄膜太阳能技术向商业化迈出关键一步。
一、背景：为什么关注 kesterite？
在光伏技术迈向低碳社会的进程中，除了晶硅电池外，柔性、轻质、低成本的薄膜太阳能电池也备受关注。其中，kesterite（Cu₂ZnSn(S,Se)₄，简称 CZTSSe）因其元素丰富、无毒、稳定性好，被视为极具潜力的新一代光吸收材料。
然而，溶液法制备多元素无机薄膜一直面临结晶不均匀、晶粒生长难以控制等挑战，导致组件效率长期停滞不前。
二、突破点：如何实现高效率与高均匀性？
研究团队从调控前驱体溶液入手，通过提高硫脲（Tu）与金属离子的比例，成功制备出更疏松多孔的前驱体薄膜。这一结构在硒化过程中有利于：
- 硒蒸气均匀渗透至薄膜底部；
- 促进横向晶粒生长，形成平整、致密的大晶粒；
- 提升薄膜纵向与横向的成分均匀性。
结果显著提高了单节电池的性能：
平均效率从12.39%提升至13.40%
各参数标准差大幅降低，均匀性显著改善
三、模块优化：结构设计降低能量损耗
在模块制备中，团队进一步优化了P1、P2、P3图案化工艺，并调整了模块结构，缩短电流在低导电ITO层和高阻MoSe₂层中的传输路径，从而：
- 降低串联电阻；
- 提升填充因子（FF）；
- 最终实现10.1%认证效率的冠军组件。
四、性能对比：CTM损耗最低
与钙钛矿、有机、CIGS等薄膜组件相比，该CZTSSe组件在开路电压（VOC）和短路电流（JSC）的“电池-组件”损耗（CTM loss）最低，说明其薄膜均匀性极佳，几乎无缺陷辅助复合。
五、稳定性：200天仍保持98%以上效率
未封装的组件在空气中存放200天后，效率仍保持在98%以上，展现出优异的环境稳定性，为其实际应用打下坚实基础。
六、展望：效率有望突破15%
目前组件仍受限于填充因子损耗（CTMFF），未来通过优化ITO导电性与图案化工艺，效率有望进一步提升至13%~15%，具备广阔的商业化前景。
结语
这项研究不仅展示了溶液法制备高性能、大面积CZTSSe薄膜的可行性，也为下一代绿色、低成本光伏技术的发展提供了重要借鉴。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202510/24/50010972.html
