美研發出銅鋅錫硫化合物薄膜電池

　　據美國物理學家組織網12月8日（北京時間）報道，美國普渡大學科學家最新報告稱，他們設計出了由低成本、來源豐富的材料制成的太陽能電池，這種電池易于大規模生產且性能非常穩定，其全域轉化效率高達7.2%，高于目前的同類太陽能電池，其轉化效率在未來還有很大的提升空間。

　　以郭啟杰（音譯）為首的科學家在最近一期《美國化學會會志》上撰文指出，他們利用一種以溶液為基礎的薄膜沉積法，使用地球上儲量非常豐富的銅鋅錫硫化合物（CZTSSe）制成了這種太陽能電池。

　　之前的研究證明，使用銅鋅錫硫（CZTS）納米晶體可制造出太陽能電池。澳大利亞新南威爾斯大學馬丁·格林教授將CZTS稱為第3代薄膜太陽能電池的候補技術，其具備無毒、礦源豐富的特性，有望取代碲化鎘(CdTe)及銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能技術，從而降低太陽能發電成本，使可再生能源真正在生活中實現替代化石燃料。今年2月，IBM宣布使用CZTS制作出了這種太陽能電池，不過，其轉化效率還不到1%。

　　在最新研究中，科學家通過讓該納米晶體的各種組分更加合理，研發出一種更穩固實用的薄膜涂層方法，對CZTS太陽能電池的設計做出了顯著改進。

　　合成出這種納米晶體后，科學家將其應用于一個襯底上，做出一個厚度為1微米的薄膜。研究人員發現，這種納米晶體薄膜上有很多包裹嚴實的大晶粒，這大大提高了制得電池的轉化效率。研究人員將其放在太陽光模擬器下“浸泡”，15分鐘后，轉化效率達到7.2%，但將模擬器關閉不再施加光線后，效率則下降到6.89%。

　　該論文聯合作者休奇·希爾豪斯解釋到，全域效率指的是整個電池的效率，而不僅僅指“有效光照面積”的效率。郭啟杰表示，全域效率才最有效。現在人們提及的轉化效率，指的是太陽能電池“有效光照面積”。然而，所有薄膜太陽能電池都由金屬接點制成，金屬接點會阻止光線到達某些地方。考慮到這些損失，他們使用了“全域”效率這一更公平、更重要的效率。

　　盡管目前市場上還沒有出現CZTS或CZTSSe太陽能電池，但本研究中的太陽能電池與其他方法制造的太陽能電池相比極富競爭優勢。希爾豪斯表示，真空法制造出的最好電池的轉化效率僅為6.7%，且更加昂貴。