Nat. Energy：13.16%！Cu2ZnSnS4（CZTS）梯度带隙实现高效太阳能电池

硫化物凯斯特瑞特 Cu2ZnSnS4 (CZTS)—一种无毒且低成本的光伏材料—一直面临着严重的载流子复合和较差的载流子输运问题，导致其电池效率记录多年来停滞在约11%左右。梯度带隙的实现被认为是缓解这些问题的有前景的途径，但由于控制元素分布的挑战，这一方法在凯斯特瑞特太阳能电池中尚未得到有效实现。

在这里， 中国科学院物理研究所孟庆波、罗艳红研究员和石将建副研究员等人 基于掺镉的CZTS，提出了一种预结晶策略，以减少薄膜生长过程中强烈的垂直质量传输和镉的快速扩散，从而实现了镉梯度CZTS吸收层。这种吸收层展现出向下弯曲的导带结构，能够有效提升体内载流子的输运性能，并进一步改善CZTS/CdS异质结的界面性质。

这些优势显著提升了电池的光电转换性能，并帮助实现了约13.2%的认证总面积电池效率，明显降低了电压损失，标志着纯硫化物凯斯特瑞特太阳能电池的重大进展。