南京郵電大學(xué)柔性電子全國重點實驗室傳來突破性進展：黃維院士團隊與辛顥教授團隊通過溶液法成功制備出大面積"銅鋅錫硫硒"光伏薄膜，經(jīng)國際權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證，該材料光電轉(zhuǎn)化效率達10.1%，相關(guān)成果被國際《太陽能電池效率表》收錄，標(biāo)志著無機化合物柔性光伏材料產(chǎn)業(yè)化邁出關(guān)鍵一步。

研究團隊負(fù)責(zé)人辛顥教授介紹，當(dāng)前光伏材料研究面臨兩難困境：第一代晶體硅材料質(zhì)地堅硬，難以滿足柔性穿戴設(shè)備需求；以鈣鈦礦為代表的新一代材料雖能制成薄膜，但穩(wěn)定性問題始終制約應(yīng)用。在此背景下，曾因成本和良品率問題淡出視野的第二代"銅銦鎵硒"材料重新進入研究視野。

針對傳統(tǒng)"銅銦鎵硒"體系存在的銦、鎵元素成本高昂，以及薄膜良品率不足的痛點，研究團隊于2021年啟動關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。通過將銦、鎵替換為儲量豐富的鋅、錫元素，并創(chuàng)新采用溶液法替代傳統(tǒng)真空工藝，成功制備出0.1平方厘米的"銅鋅錫硫硒"光伏薄膜，當(dāng)時光電轉(zhuǎn)化效率已達13%。

然而，當(dāng)薄膜面積擴大至實用規(guī)模時，國際光伏領(lǐng)域公認(rèn)的"10平方厘米門檻"成為技術(shù)瓶頸。研究顯示，隨著面積增大，薄膜表面過早形成的致密結(jié)晶層會阻礙硒元素滲透，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，進而造成光電轉(zhuǎn)化效率大幅衰減。

經(jīng)過四年持續(xù)攻關(guān)，團隊開發(fā)出獨特的溶液配方調(diào)控技術(shù)。通過精準(zhǔn)控制成膜過程中的孔隙率，使薄膜結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多孔疏松特征，有效解決了硒元素滲透難題。最終制備的10.48平方厘米光伏組件不僅突破面積限制，更將光電轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定在10.1%，達到國際領(lǐng)先水平。

團隊核心成員指出，該技術(shù)路線具有顯著產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢：原料中鋅、錫等元素在地殼中儲量豐富，且整個制備過程不使用有毒物質(zhì)，材料成本較傳統(tǒng)體系降低約40%。研究負(fù)責(zé)人黃維院士強調(diào)，這項成果不僅驗證了溶液法制備無機柔性光伏材料的可行性，更為光伏產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了全新解決方案。