报告人：孟庆波 研究员  中科院物理所

邀请人：梁广兴 研究员

时 间：2025年1月14日（周二）上午10:00-11:00

地 点：深圳大学沧海校区致原楼1006

报告摘要：

锌黄锡矿Cu₂ZnSn(S, Se)₄（CZTSSe）太阳能电池作为一种新兴的无机光伏器件，其具有丰富且环境友好的组成元素、优异的热力学稳定性以及与现有无机薄膜太阳能电池的工艺制造链高度兼容等一系列优点，展现出广阔的应用前景。CZTSSe太阳能电池自开发以来的第一个十年经历了快速发展。然而，过去十年中，这种电池的效率遇到了瓶颈，停滞在12%~13%的效率水平上，因此距离与商业化产品（如CIGS和CdTe）相媲美还有很长的路要走。为了解决上述问题，我们对CZTSSe太阳能电池中的电荷动力学进行了系统研究，发现该器件中的电荷损失主要来自于深能级电子缺陷和微观结构畸变引起的体相非辐射复合。这一发现引导我们在溶液体系中的金属-分子配位、薄膜生长模式和CZTSSe的晶体生长动力学上引入了一系列调控措施，以改善薄膜的微观结构和相演变。特别是，我们开发了两种控制CZTSSe硒化反应动力学的方法。方法1中，我们在硒化室内引入微高压环境，这可以延迟Se的挥发并稀释前驱体薄膜表面的Se蒸气。这将随后降低Se与薄膜中金属元素之间的反应活性，从而抑制二元或三元二次相的迅速形成。在方法2中，我们开发了一种双温区硒化策略，引入了一种固液/固气协同硒化方法。该方法首先在前驱体薄膜表面预沉积液态Se，之后硒化过程中液态Se可以提供非常高的Se浓度，以驱动CZTSSe相的直接和快速形成，同样避免了二元或三元二次相的形成。上述这些努力最终帮助我们在CZTSSe太阳能电池中实现了超过15%的光电转换效率。总体而言，这一效率的突破为以CZTSSe为代表的新兴无机薄膜太阳能电池系统的发展带来了新的机遇。

报告人简介：

孟庆波，中国科学院物理研究所研究员，中国科学院大学教授，中科院物理所清洁能源中心主任，中国可再生能源学会常务理事。1987年吉林大学物理系本科毕业，1997年于中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位。2007年，获国家自然科学基金委“杰出青年基金”。2013年，获科技北京“百名领军人才”。2014年，作为负责人，获得“国家基金委创新研究群体”项目支持。2024，铜锌锡硫硒太阳能电池成果入选“2023光伏领域重大科技进展”。研究方向：（1）太阳能光电转化材料和器件及光电动力学机理、先进表征技术开发及应用；（2）新型太阳能光化学能转化催化材料的开发及系统集成，包括光热催化和光催化材料等。在Nat. Energy、Nat. Commun.、Joule、Angew. Chem. Int. Ed.、Sci. Bull.、J. Energy Chem等国内外权威杂志发表论文320余篇，他引18000余次，H因子80，获发明专利授权68项。

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