南京郵電大學(xué)柔性電子全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室傳來突破性進(jìn)展——黃維院士與辛顥教授團(tuán)隊(duì)通過溶液法成功制備出大面積“銅鋅錫硫硒”柔性光伏薄膜，其光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)10.1%，相關(guān)成果已被國(guó)際權(quán)威《太陽(yáng)能電池效率表》收錄，并發(fā)表于《自然·能源》期刊。這一成果為低成本、高性能柔性光伏材料的產(chǎn)業(yè)化開辟了新路徑。

圖：2025年9月15日，辛顥教授（中）帶領(lǐng)學(xué)生優(yōu)化光伏組件性能。（南京郵電大學(xué)供圖）

傳統(tǒng)光伏材料以晶體硅為主，但其剛性特質(zhì)限制了應(yīng)用場(chǎng)景。近年來，柔性光伏成為研究熱點(diǎn)，鈣鈦礦等材料雖可制成薄膜，但穩(wěn)定性不足。在此背景下，第二代光伏材料“銅銦鎵硒”曾被寄予厚望，但因銦、鎵成本高昂，且薄膜良品率低，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程長(zhǎng)期停滯。

2021年，辛顥團(tuán)隊(duì)提出創(chuàng)新方案：用鋅、錫替代銦、鎵，并采用溶液法取代傳統(tǒng)真空工藝，首次制備出0.1平方厘米的“銅鋅錫硫硒”薄膜，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)13%。然而，國(guó)際公認(rèn)的光伏組件實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)要求面積超過10平方厘米，而面積擴(kuò)大后效率驟降的問題成為關(guān)鍵瓶頸。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，溶液法制備過程中，薄膜表面過早形成致密結(jié)晶層，阻礙了硒元素向內(nèi)部的滲透。為此，團(tuán)隊(duì)通過反復(fù)調(diào)整溶液配方，優(yōu)化薄膜孔隙率與結(jié)構(gòu)疏松度，最終使硒元素充分滲透，顯著提升了薄膜均勻性與表面平整度。經(jīng)過4年攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)成功制備出有效面積達(dá)10.48平方厘米的光伏組件。

圖：10.48平方厘米“銅鋅錫硫硒”光伏組件實(shí)物。（南京郵電大學(xué)供圖）

經(jīng)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，該組件光電轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定在10.1%，達(dá)到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用門檻。黃維院士指出，“銅鋅錫硫硒”技術(shù)路線的核心優(yōu)勢(shì)在于原料儲(chǔ)量豐富、無(wú)毒且成本低廉。此次突破不僅驗(yàn)證了溶液法制備無(wú)機(jī)柔性光伏材料的理論可行性，更為其大規(guī)模生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。