中国科学家研发柔性双面锌黄铜太阳能电池，效率为 9.3%

导读：中国科学家开发了一种新的锌黄铜矿太阳能电池，他们说可以适用于室内或室外应用。双面太阳能电池的正面效率达到了9.3%，背面也达到了9.0%。

Kesterite是目前最有前途的新兴全无机薄膜光伏技术，基于关键的无原材料和可持续解决方案。图片：DidierDescouens

Kesterite是下一代薄膜太阳能电池最有前途的吸光材料之一。然而，到目前为止，它仅在研究层面发现了有限的应用，效率一直在10%左右徘徊。

黄铜矿由丰富的元素组成，最常见的是铜、锡、锌和硒。与已经占光伏制造一小部分份额的铜铟镓硒(CIGS)化合物不同，所有这些材料都拥有完善的供应链，可以吸收太阳能行业的一些额外需求而不会出现重大问题。

考虑到这一点，中国福州大学的一组研究人员开发了一种柔性双面黄铜矿(CZTSSe)光伏器件，据称该器件适用于室内外空间光伏应用。

锌黄铜晶胞具有对称构型，两侧具有相同的结构和形态。前后电池堆都沉积在钼(Mo)箔上。每个电池的有源面积为0.21cm2，由二硒化钼(MoSe2)制成的电极、CZTSSe层、硫化镉(CdS)缓冲层、氧化锌(ZnO)层、透明导电涂层构成氧化铟锡(ITO)和银(Ag)。

为了降低制造成本，研究小组决定通过循环旋涂方法在箔的两侧沉积相同的层。旋涂和退火过程通过在正面和背面交替重复九次，以获得双面预制CZTSSe薄膜。CdS层通过化学浴沉积(CBD)方法沉积。制造过程还包括硒化处理和真空溅射和蒸发方法。

双面太阳能电池的正面效率为9.3%，开路电压为436mV，短路电流为33.76mA/cm2，填充因子为63.2%。至于背面，电池达到了9.0%的功率转换效率，434mV的开路电压，33.7mA/cm2的短路电流，以及61.7%的填充因子。研究人员表示：“在1.5–18.5mW/cm2强度的弱LED灯照明下，这些设备还表现出6–8.8%的良好性能。”

将未封装的电池放入老化箱中，在标准“一个太阳”强度的连续光照下几天，每天测试一次。经过14天的测试，该设备的性能比其初始性能下降了不到5%。

据其创造者称，这种双面光伏设备可以在不影响其功率转换效率的情况下弯曲和拉伸。两个电池能够在不同的照度下独立工作，并通过并联电路共同输出电流。科学家们总结道：双面器件可以直接利用全向光，并通过基板旋转产生周期性变化的电流。双面柔性CZTSSe太阳能电池的研究为室内装饰集成光伏提供了新的前景。

该装置在论文《NovelsymmetricalbifacialflexibleCZTSSethinfilmsolarcellsforindoorphotovoltaicapplications》中有所描述，该论文发表在NatureCommunications上。