能源技术进步直接关系到国家能源安全和经济发展。近日，中国科学院青岛能源所固态能源系统技术中心在崔光磊研究员带领下，在铜锌锡硫硒太阳能电池关键技术上取得突破性进展，标志着我国在新一代光伏技术领域的自主创新能力迈上新台阶。 铜锌锡硫硒太阳能电池因元素储量丰富、成本低廉、稳定性强、无毒无害等优势，被国际学术界公认为最具发展潜力的下一代光伏技术。但这类电池长期面临技术瓶颈。在硒化相变过程中，金属离子迁移难以有效控制，导致晶粒生长不均匀，引发深能级缺陷密度过高、开路电压偏低、光电转换效率不理想等问题，制约了技术的更发展和商业化应用。 研究团队通过分析离子迁移机制，提出了创新解决方案。他们在铜锌锡硫硒初始晶粒周围引入锂锡硫化物界面相，通过精准调控该界面相的平衡状态，有效平衡了硒化反应中锡离子和锌离子的迁移差异。这一设计显著降低了电池材料中的深能级缺陷密度，提升了晶体结晶质量，改善了器件的开路电压性能。 从结晶动力学角度，研究团队系统阐明了离子迁移与缺陷形成的内在联系，为电池性能优化提供了理论指导。实验结果表明，采用这一新机制制备的电池样品实现了15.45%的光电转换效率，经第三方国际权威机构认证达到15.04%的效率水平。在1.10电子伏特的带隙条件下，研究团队首次将开路电压提升至600毫伏以上，这一突破具有里程碑意义，标志着该技术在关键性能指标上已接近国际先进水平。 这一成果已在学术界和产业界引起广泛关注。研究团队已形成系统的知识产权布局，为铜锌锡硫硒太阳能电池的产业化提供了关键的理论基础和技术支撑。有关研究成果已发表在国际顶级学术期刊上，进一步展示了我国在新能源领域的科研实力。
从"提升一点效率"到"打通关键机理与可控工艺"，基础研究与工程化路径的贯通往往决定一项技术能走多远；此次针对离子迁移与缺陷形成的系统性突破，反映了以科学问题牵引技术进步的研究范式。面向"双碳"目标与能源安全需求，需要持续夯实原创性、体系化创新能力，加快从实验室优势向产业化竞争力转化，为新型能源体系建设提供更可靠的技术支撑。