一种改良的锑基硫族化合物太阳能电池

澳大利亚新南威尔士大学科学家研发出一种改良的锑基硫族化合物太阳能电池，经认证的光电转化效率达到10.7%，创下该类材料的历史新高。相关论文发表于最新一期《自然·能源》杂志。

这一成果不仅刷新性能纪录，更让锑基硫族化合物（如三硫化二锑、三硒化二锑等）首次被纳入国际“太阳能电池效率表”，为下一代高效、低成本太阳能技术注入新动能。

当前，太阳能电池技术正迈向“叠层时代”——将多个吸收不同波段阳光的电池堆叠起来，以尽量汲取太阳光能。但哪种材料最适合与传统硅电池搭档依然面临选择。作为上层“捕光先锋”，锑基硫族化合物是候选者之一。

该材料具有四大显著优势：原料丰富、成本低廉，不依赖稀有或贵金属；结构稳定、寿命更长，作为无机材料，远比有机或钙钛矿类器件耐老化；吸光极强，仅需约300纳米厚的薄膜，即可高效捕获阳光；可在较低温度下沉积成膜，大幅降低能耗，利于大规模量产。

尽管优势明显，但自2020年以来，这类电池光电转化效率始终难破10%大关。最新研究发现，问题出在制造过程中的元素分布——硫和硒分布不均，形成“能量障碍”，阻碍光生电荷顺利传输，导致能量白白流失。为破解这一难题，团队巧妙地在合成过程中加入微量硫化钠，这一改良显著提升了电荷迁移效率。

优化后的电池在实验室测得效率达11.02%，经澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）独立认证为10.7%。CSIRO是全球9个公认的权威光伏测试中心之一。

不过，团队坦言，材料内部仍存在缺陷，性能尚未触顶。通过表面钝化等化学处理手段，可进一步减少能量损耗，释放更大潜力，近期目标是将电池效率提升至12%。

锑基硫族化合物的应用远不止于传统光伏板。其超薄、半透明的特性，使其成为“透视太阳能窗”的理想选择。此外，该材料的带隙特性与室内光照谱高度匹配，特别适合低光环境下的微能源采集。未来或可用于智能徽章、电子纸显示器、自供电传感器乃至物联网设备。