中科院团队制备大面积铜锌锡硫硒薄膜光伏组件，13.0%效率刷新纪录

据央视新闻报道，中国科学院物理研究所孟庆波研究员团队近日在大面积铜锌锡硫硒薄膜光伏组件研究中取得进展：团队成功制备出相关薄膜光伏组件，组件光电转换效率达到 13.0%，刷新该类组件效率世界纪录。该成果已在国际学术期刊《自然·材料》发表。对于正在寻找低成本、环境友好型太阳能电池路线的光伏产业而言，这一进展意味着一种更可持续的薄膜光伏材料，正在向可规模化制造迈进一步。

大面积薄膜组件为何难做

铜锌锡硫硒是一类新型薄膜光伏材料，主要由铜、锌、锡等元素组成。来源显示，这些元素具有地球储量丰富、价格较低、环境友好等特点，因此被视为下一代可持续太阳能电池的重要候选方向。与依赖稀缺或高成本元素的部分光伏材料相比，这一路线的潜在优势在于原料可得性和绿色制造属性。

不过，从实验室小面积电池走向大面积组件，并不是简单“放大尺寸”。报道提到，当铜锌锡硫硒薄膜光伏材料的器件尺寸增大时，薄膜均匀性会明显下降，进而导致转换效率降低。这也是许多新型光伏技术从论文走向量产时普遍面临的瓶颈：小面积器件可以做到较高效率，但一旦扩大到组件尺度，材料沉积、成膜一致性、串联结构以及工艺窗口都会变得更复杂。

此次中科院物理所团队的关键突破，正是围绕“大面积均匀成膜”展开。来源显示，科研团队从分子尺度入手，引入甲酰胺来精准调控金属离子与有机分子的配位结构，从而改善薄膜制备过程中的均匀性问题。这类从化学配位关系出发的调控方式，本质上是在材料形成的早期阶段降低不均匀生长带来的影响，为后续大面积涂布和组件制备创造条件。

效率数据与工艺路径：从小电池到组件

在解决薄膜均匀性后，团队进一步开发出适合大面积连续生产的溶液涂布工艺。据报道，该工艺已在 10 平方厘米基板上制得高度均匀的铜锌锡硫硒薄膜。基于这块薄膜制成的 1 平方厘米小面积电池，认证效率达到 14.2%；进一步通过激光划线形成 6 节子电池串联、总面积 10.5 平方厘米的组件后，认证效率仍达到 13.0%。

这些数据体现了两个层面的意义：一是小面积电池效率保持在较高水平，说明材料本身具备继续优化的基础；二是放大到组件后效率下降幅度受到控制，说明工艺路线在大面积一致性方面取得了实质性进展。对于薄膜光伏技术来说，后者尤其关键，因为组件效率、良率和制备成本才是未来产业化能否成立的核心指标。

• 材料层面：铜、锌、锡等元素储量丰富且环境友好，有利于构建可持续光伏供应链。
• 工艺层面：溶液涂布工艺具备连续生产潜力，更接近低成本、大面积制造需求。
• 组件层面：10.5 平方厘米组件认证效率达到 13.0%，刷新该类组件效率世界纪录。
• 产业层面：该成果为绿色薄膜光伏组件的规模化制造提供了新的技术思路。

影响解读：低成本绿色光伏路线迎来关键验证

从科技产业角度看，此次成果并不只是单项效率纪录的提升，更重要的是验证了一条面向产业化的技术路径。当前光伏行业高度重视效率、成本、可靠性与供应链安全。铜锌锡硫硒薄膜光伏如果能够在大面积制备中持续提升效率，并证明长期稳定性和制造良率，就有机会成为现有光伏技术之外的重要补充路线。

与传统晶硅光伏相比，薄膜光伏通常具备轻量化、可柔性化和材料用量较少等潜在优势；而与部分新型薄膜技术相比，铜锌锡硫硒强调低成本和环境友好元素组合，更符合未来大规模部署对资源可持续性的要求。不过，来源信息也显示，这项技术目前仍处在科研突破和工艺验证阶段，距离真正的大规模商业化还需要进一步解决更大面积组件制备、长期稳定性、生产良率及设备适配等问题。

对于中文科技读者和产业观察者而言，这项研究值得关注的原因在于，它反映出新能源材料研发正在从“追求单点效率”转向“效率、面积、工艺和材料可持续性”的综合竞争。随着 AI、数据中心、智能制造和电动化场景持续推高用电需求，低成本、绿色、可扩展的光伏技术将成为未来能源基础设施的重要组成部分。中科院团队此次刷新纪录，为铜锌锡硫硒薄膜光伏从实验室走向规模制造提供了更清晰的技术支点。