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

硫銅錫鋅礦Cu2ZnSnS4(CZTS)是一種四元化合物半導體，具有無毒、低成本、理論光電轉換效率高等優(yōu)點，作為下一代太陽電池的優(yōu)秀候選材料而引起了人們的廣泛關注。CZTS的帶隙值為1.5eV，接近單結太陽電池所需的最佳帶隙值。當與其他元素(如Ge或Ag)合金化時，CZTS的帶隙可以很容易的在很寬的高范圍內調整。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、無毒、元素地殼含量豐富等要求。

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

最近，新南威爾士大學的馬丁格林教授和郝曉靜研究員課題組通過異質結的后熱處理，使標準面積(超過1cm2)及小尺寸CZTS太陽能電池的光電轉換效率分別突破10%及11%。該結果發(fā)表在國際頂級期刊自然能源(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備的制造，因此材料價格預計仍將居高不下。而CIGS的生產線可以通過簡單改造用于生產CZTS電池。CZTS除了可以單獨用作薄膜太陽能電池外，還有潛力與晶硅電池組成多結電池。”