據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)12月8日（北京時(shí)間）報(bào)道，美國(guó)普渡大學(xué)科學(xué)家最新報(bào)告稱，他們?cè)O(shè)計(jì)出了由低成本、來源豐富的材料制成的太陽能電池，這種電池易于大規(guī)模生產(chǎn)且性能非常穩(wěn)定，其全域轉(zhuǎn)化效率高達(dá)7.2%，高于目前的同類太陽能電池，其轉(zhuǎn)化效率在未來還有很大的提升空間。
以郭啟杰（音譯）為首的科學(xué)家在最近一期《美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)志》上撰文指出，他們利用一種以溶液為基礎(chǔ)的薄膜沉積法，使用地球上儲(chǔ)量非常豐富的銅鋅錫硫化合物（CZTSSe）制成了這種太陽能電池。
之前的研究證明，使用銅鋅錫硫（CZTS）納米晶體可制造出太陽能電池。澳大利亞新南威爾斯大學(xué)馬丁·格林教授將CZTS稱為第3代薄膜太陽能電池的候補(bǔ)技術(shù)，其具備無毒、礦源豐富的特性，有望取代碲化鎘(CdTe)及銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能技術(shù)，從而降低太陽能發(fā)電成本，使可再生能源真正在生活中實(shí)現(xiàn)替代化石燃料。今年2月，IBM宣布使用CZTS制作出了這種太陽能電池，不過，其轉(zhuǎn)化效率還不到1%。
在最新研究中，科學(xué)家通過讓該納米晶體的各種組分更加合理，研發(fā)出一種更穩(wěn)固實(shí)用的薄膜涂層方法，對(duì)CZTS太陽能電池的設(shè)計(jì)做出了顯著改進(jìn)。
合成出這種納米晶體后，科學(xué)家將其應(yīng)用于一個(gè)襯底上，做出一個(gè)厚度為1微米的薄膜。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種納米晶體薄膜上有很多包裹嚴(yán)實(shí)的大晶粒，這大大提高了制得電池的轉(zhuǎn)化效率。研究人員將其放在太陽光模擬器下“浸泡”，15分鐘后，轉(zhuǎn)化效率達(dá)到7.2%，但將模擬器關(guān)閉不再施加光線后，效率則下降到6.89%。
該論文聯(lián)合作者休奇·希爾豪斯解釋到，全域效率指的是整個(gè)電池的效率，而不僅僅指“有效光照面積”的效率。郭啟杰表示，全域效率才最有效。現(xiàn)在人們提及的轉(zhuǎn)化效率，指的是太陽能電池“有效光照面積”。然而，所有薄膜太陽能電池都由金屬接點(diǎn)制成，金屬接點(diǎn)會(huì)阻止光線到達(dá)某些地方?？紤]到這些損失，他們使用了“全域”效率這一更公平、更重要的效率。
盡管目前市場(chǎng)上還沒有出現(xiàn)CZTS或CZTSSe太陽能電池，但本研究中的太陽能電池與其他方法制造的太陽能電池相比極富競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。希爾豪斯表示，真空法制造出的最好電池的轉(zhuǎn)化效率僅為6.7%，且更加昂貴。
