铜基薄膜电池在叠层光伏时代的机遇与挑战

李伟民

中国科学院深圳先进技术研究院

E-mail:wm.li1@siat.ac.cn

报告摘要

叠层光伏技术的复兴，源于突破单结太阳电池效率极限的迫切需求。在此背景下，铜基薄膜光伏材料家族（主要包括CIGS以及新兴的CZTS）因其带隙可调、吸收系数高、稳定性优异且具备规模化生产潜力而备受关注。因其独特的优势，对推动叠层薄膜太阳电池发展具有重要作用。围绕两种叠层技术集成路径：其一，利用窄禁带铜基薄膜（如CIGS）作为底电池，与宽带隙顶电池（如钙钛矿或有机半导体）结合，通过光谱匹配设计实现高效率；其二，探索宽带隙铜基吸收层材料（如CuGaS₂）作为高效顶电池在叠层结构中的应用。通过分析总结该领域的最新进展，并剖析实现高性能、高稳定性及低成本铜基薄膜叠层电池所面临的关键挑战，包括晶格匹配、界面工程和制备工艺等，最后对铜基薄膜叠层太阳能未来发展方向进行展望。