武汉大学李建民&肖旭东&Shijin Wang团队最新Small:新型U形镓梯度构筑实现20%以上效率的亚微米Cu(In,Ga)Se₂太阳能电池
提高亚微米Cu(In,Ga)Se₂(CIGS)太阳能电池的光电转换效率一直是研究热点,因为其能够显著节约材料用量、提高生产效率并降低制造成本。然而,由于在较薄吸收层中难以构建低缺陷密度的U形镓(Ga)梯度,这一领域的发展长期停滞不前。基于此,武汉大学李建民&肖旭东&Shijin Wang团队提出了一种新的制备策略,通过利用Cu–Se相主动调控Ga与In的相互扩散行为,在保持薄膜高质量的同时,成功在亚微米CIGS吸收层中构筑出理想的U形双镓梯度(U-shaped Ga double gradient),相关成果发表于Small期刊。采用该策略制备的器件在近红外波段表现出显著提高的量子效率,同时开路电压损失(open-circuit voltage deficit,VOC deficit)大幅降低。最终,在吸收层厚度仅为935 nm(约为传统CIGS吸收层厚度的三分之一)的条件下,器件仍实现了超过20%的光电转换效率,展现出优异的综合性能。此外,本研究揭示了Cu–Se相在形成U形双镓梯度过程中的关键作用。这一认识不仅为超薄CIGS太阳能电池的发展提供了新的技术路线,也为其他同样面临带隙工程挑战的光伏技术提供了有价值的设计思路。论文信息:W. Wang, H. Zhou, Z. Chi, et al. “ Submicron Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells With Over 20% Efficiency Enabled by Novel Construction of U-Shape Ga-Gradient.” Small (2026): e74474. https://doi.org/10.1002/smll.74474