科技日報記者 劉霞

澳大利亞新南威爾士大學科學家研發出一種改良的銻基硫族化合物太陽能電池，經認證的光電轉化效率達到10.7%，創下該類材料的歷史新高。相關論文發表于最新一期《自然·能源》雜志。

這一成果不僅刷新性能紀錄，更讓銻基硫族化合物（如三硫化二銻、三硒化二銻等）首次被納入國際“太陽能電池效率表”，為下一代高效、低成本太陽能技術注入新動能。

當前，太陽能電池技術正邁向“疊層時代”——將多個吸收不同波段陽光的電池堆疊起來，以盡量汲取太陽光能。但哪種材料最適合與傳統硅電池搭檔依然面臨選擇。作為上層“捕光先鋒”，銻基硫族化合物是候選者之一。

該材料具有四大顯著優勢：原料豐富、成本低廉，不依賴稀有或貴金屬；結構穩定、壽命更長，作為無機材料，遠比有機或鈣鈦礦類器件耐老化；吸光極強，僅需約300納米厚的薄膜，即可高效捕獲陽光；可在較低溫度下沉積成膜，大幅降低能耗，利于大規模量產。

盡管優勢明顯，但自2020年以來，這類電池光電轉化效率始終難破10%大關。最新研究發現，問題出在制造過程中的元素分布——硫和硒分布不均，形成“能量障礙”，阻礙光生電荷順利傳輸，導致能量白白流失。為破解這一難題，團隊巧妙地在合成過程中加入微量硫化鈉，這一改良顯著提升了電荷遷移效率。

優化后的電池在實驗室測得效率達11.02%，經澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）獨立認證為10.7%。CSIRO是全球9個公認的權威光伏測試中心之一。

不過，團隊坦言，材料內部仍存在缺陷，性能尚未觸頂。通過表面鈍化等化學處理手段，可進一步減少能量損耗，釋放更大潛力，近期目標是將電池效率提升至12%。

銻基硫族化合物的應用遠不止于傳統光伏板。其超薄、半透明的特性，使其成為“透視太陽能窗”的理想選擇。此外，該材料的帶隙特性與室內光照譜高度匹配，特別適合低光環境下的微能源采集。未來或可用于智能徽章、電子紙顯示器、自供電傳感器乃至物聯網設備。