目前市場上已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的薄膜太陽能電池板都由銦、鎵等稀土元素或鎘等含劇毒的金屬構(gòu)成，但是此兩種類型的薄膜太陽能電池板都有自己的問題，如成本高，無法用于生活場所等。

（圖片來源：大邱慶北科學技術院）

據(jù)外媒報道，韓國大邱慶北科學技術院（DGIST）一組由Jin-Kyu Kang博士和Dae-Hwan Kim博士帶領的科學家團隊一直在進行實驗，尋求用更便宜、更豐富的元素制成太陽能電池板。Kang博士表示：“全球范圍內(nèi)都有研究用青銅（Cu-Sn）和黃銅（Cu-Zn）為基礎材料制作薄膜太陽能電池，因為此類材料無毒、儲量豐富、成本低、耐久性高且具有可持續(xù)性?！?/p>

不過，在薄膜技術中使用此類合金也會有缺點。雖然用此類合金制成的太陽能電池板的理論效率與市場上最頂級產(chǎn)品的效率相當，但在實踐中，它們的表現(xiàn)卻往往大大落后。這是因為此類材料在“退火”（或加熱和冷卻以制作CZTSSe薄膜，即銅、鋅、錫、硫和硒薄膜）過程中會形成各種缺陷，如“點”缺陷、“表面”缺陷和“體積”缺陷。此類缺陷會破壞電流流動，導致發(fā)電電力損失。

因此，科學家們希望找到一種方法，能夠合成質(zhì)量最佳的CZTSSe薄膜。他們對退火過程進行了調(diào)整，這對于CZTSSe薄膜的晶粒尺寸有很大的影響：退火的時間越長，退火的溫度越高，晶粒越大，電力損耗就會越小。

但是，隨著退火溫度和退火時間的增加，由于分解作用，CZTSSe薄膜的性能會發(fā)生變化。為了解決該問題，該研究小組采用了一種特殊的“液體輔助法”，可以讓CZTSSe晶粒以更快的速度生長，意味著即使在低溫下，晶粒也能長大，從而防止CZTSSe薄膜的性能發(fā)生改變。

有了這項新發(fā)現(xiàn)，在尋找低成本、環(huán)保型太陽能方面的一個重大障礙已被克服。Kim博士表示：“我們的技術有很多應用，包括電子設備、家庭用品、建筑物和汽車。最好的方面是CZTS太陽能電池沒有有毒和稀有金屬的缺點，我們可以將其安裝在任何想要安裝的地方。”

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