中国科学院青岛生物能源与过程研究所的科研团队在新型太阳能电池领域取得关键进展，其研发的铜锌锡硫硒（CZTSSe）太阳能电池光电转换效率突破15%，相关成果已通过国际权威机构认证。这一突破标志着我国在低成本、高效率薄膜太阳能电池技术上迈出重要一步。
作为下一代光伏技术的有力候选者，CZTSSe电池具有三大核心优势：其原料元素在地壳中储量丰富，无需依赖贵金属；采用溶液法制备工艺，可显著降低材料消耗与生产成本；不含铅等有毒物质，在高温、高湿等复杂环境下仍能保持稳定性能，具备大规模商业化应用潜力。然而，此前该技术长期受制于高温制备过程中金属离子无序迁移导致的晶体缺陷问题，制约了效率提升。
研究团队通过创新性的材料设计，在CZTSSe吸收层与缓冲层之间引入Li₂SnS₃特殊界面相结构。该结构如同精密的"离子导航系统"，通过调控金属离子的迁移路径，有效平衡了铜、锌、锡等离子的扩散速率差异。实验数据显示，这种界面调控使晶体结构均匀性提升40%以上，缺陷密度降低两个数量级，同时促进了晶粒的定向生长，为高效载流子传输创造了条件。
基于这一突破性机制，研究团队实现了多项技术指标的跨越：实验室制备的电池器件光电转换效率达15.45%，第三方认证效率为15.04%；在1.10电子伏特的窄带隙条件下，开路电压突破600毫伏大关，刷新了同类光伏器件的世界纪录。这些数据表明，该技术成功突破了CZTSSe电池长期面临的性能瓶颈。
更值得关注的是，科研团队从原子尺度揭示了离子迁移行为与材料缺陷形成之间的动态关联，构建了完整的"离子迁移-缺陷演化-器件性能"理论模型。该理论不仅解释了界面相结构提升效率的内在机制，更为后续材料优化提供了精准的设计指南。
据介绍，这项研究通过界面工程与缺陷调控的协同创新，为CZTSSe太阳能电池的产业化开辟了新路径。目前团队正与多家企业合作推进中试放大，重点解决大面积制备工艺与长期稳定性等工程化难题，相关技术有望在建筑一体化光伏、可穿戴设备供电等领域率先应用。
