CCTVニュースによると、中国科学院青島バイオエネルギー・プロセス研究所の研究チームは、銅・亜鉛・錫・硫黄・セレン太陽電池（CZTSSe）の研究で大きな進歩を遂げたという。光電変換効率は15%を超え、国際権威機関から認証を取得しました。CZTSSe は、大きな可能性を秘めた次世代太陽電池技術であり、次のような重要な利点があります。

・主構成元素は地殻中に豊富に存在し、レアメタルに依存せず、材料費が安い。

-溶液法と薄膜電池形式で製造されるため、製造コストと材料消費量がともに低くなります。

- 有害な元素を含まず、安全で環境に優しく、複雑な環境でも安定した性能を発揮し、大規模なプロモーションやアプリケーションに適しています。

以前は、この技術の開発は、高温での製造プロセス中に材料内の金属イオンが無秩序に移動する傾向があり、その結果、結晶構造が乱れて欠陥が増加し、電池効率の向上が困難になるという中核的な問題によって制限されていました。

研究チームは、材料内部に Li₂SnS₃ の特殊な「界面相」構造を導入することで革新的な解決策を提案しました。この構造は「交通導体」のようなもので、金属イオンが正しいルートに沿って移動するように導き、イオン移動の差異をバランスさせ、結晶構造をより均一かつ安定にし、材料の内部欠陥を大幅に減少させ、より大きくよりきれいな粒子の成長を促進し、電池の発電能力を根本的に向上させることができます。

この新しいメカニズムの助けを借りて、研究チームはいくつかの重要な指標で画期的な進歩を達成しました。

-実験室の光電変換効率は15.45%に達し、国際的に認証された効率は15.04%です。

-1.10eVの狭いバンドギャップ条件下で、開路電圧が初めて600mVを超え、このタイプの光起電力デバイスの性能ボトルネックを突破しました。

金属イオンの移動を制御するLi2SnS3界面相の模式図

同時に「イオンマイグレーション・欠陥・性能」の内部関係を材料成長機構の観点から初めて体系的に説明し、体系的な理論的裏付けを形成しました。

この研究結果は、その後のCZTSSe太陽電池の研究開発に新しいアイデアを提供するだけでなく、その産業応用のための強固な理論的および技術的基盤を築きます。