分子界面工程助力全溶液法制备14.3%效率柔性铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池

研究人员通过分子界面工程技术调控ZnO纳米颗粒(ZnO-nps)/银纳米线(AgNWs)窗口层的多重界面，成功解决了溶液法制备透明导电层存在的界面接触不良、表面缺陷和能级失配等问题。该研究实现了全溶液法制备铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜太阳能电池14.3%的认证效率，并赋予器件优异的柔韧性，为低成本制备薄膜太阳能电池提供了关键技术支撑。

　　

在应对气候变化和能源转型的背景下，这项突破性研究为薄膜光伏技术开辟了新路径。科研团队巧妙运用分子界面工程技术，对氧化锌纳米颗粒(ZnO-nps)/银纳米线(AgNWs)透明导电窗口层进行多重界面调控。通过精准优化，成功实现了ZnO-nps在粗糙铜锌锡硫硒(Cu₂ZnSn(S,Se)₄，简称CZTSSe)/硫化镉(CdS)基底上的保形沉积，有效钝化了ZnO-nps中的羟基缺陷，并优化了ZnO-nps/AgNWs界面的能级匹配。这些创新使全溶液法制备的铜锌锡硫硒太阳能电池获得了14.3%的认证效率，创下该类型器件的性能纪录。更令人振奋的是，这种溶液法制备的窗口层形成了强韧且耐弯曲的横向导电网络，使电池展现出卓越的柔韧性。这项研究不仅攻克了传统真空沉积工艺成本高、难以规模化的技术瓶颈，更为未来商业化生产低成本、高性能的柔性薄膜太阳能电池奠定了关键技术基础。从技术路线来看，该成果完美诠释了"分子剪刀"如何裁剪界面缺陷、"能级阶梯"如何促进电荷传输的生动过程，为新型光伏器件的设计提供了范本。