在全球能源结构加速转型、深空探索与空间基础设施建设不断升级的背景下，太阳能技术正面临新的挑战与机遇。低轨卫星互联网、太空能源基地等重大工程，对太阳能技术提出了低成本、长寿命、轻质化以及资源可持续的核心要求。在此背景下，一种由铜、锌、锡等常见元素组成的新型薄膜光伏材料——铜锌锡硫硒（CZTSSe），凭借其资源丰富、成本低廉、环境友好以及抗太空辐照等显著优势，逐渐成为科研领域的焦点。
然而，尽管CZTSSe材料具备诸多优势，其光伏技术的发展却并非一帆风顺。近十年来，受材料缺陷复杂、原子排布无序以及内部能量损耗大等多重因素影响，CZTSSe电池的性能提升一度陷入停滞，产业化进程也面临重重阻碍。科研人员深知，若要实现CZTSSe材料的广泛应用，必须攻克这些关键科学问题。
近日，中国科学院物理研究所孟庆波团队在这一领域取得了重大突破。该团队通过深入研究，成功解决了材料结晶、原子结构与缺陷调控等核心难题，从根源上降低了缺陷活性与内部损耗，从而显著提升了CZTSSe电池的性能。据悉，该团队早在2022年就率先突破了13%的效率瓶颈，随后在短短三年内，连续实现了14%、15%、16%的跨尺度效率跃升，并完成了器件放大与柔性组件的构建。
这一系列成果不仅彰显了我国科研团队在新型光伏领域的强大实力，更为CZTSSe技术的产业化奠定了坚实基础。值得注意的是，相关研究自2023年起已连续五次在国际权威学术期刊《自然・能源》上发表，引起了全球科研界的广泛关注。
根据薄膜光伏技术的发展规律，当电池效率达到15%至16%的区间时，即可逐步迈向产业化。而当前CZTSSe电池16.6%的认证效率，结合其资源丰富、成本低廉等独特优势，已完全具备产业化的基本条件。业内专家表示，随着技术的不断进步，未来当CZTSSe电池效率接近20%、组件效率达到18%并实现批量制备时，其在航天装备等领域的应用前景将更加广阔。
