研究提出光熱電協同激活CdTe太陽電池性能

近日，暨南大學物理與光電工程學院（理工學院）新能源技術研究院教授麥耀華/沈凱團隊提出并驗證了一種“光-熱-電”協同激活策略，成功將CdTe薄膜太陽電池的效率提升至21.02%。該成果為高效薄膜光伏技術的發展提供了關鍵的方法支撐與理論依據。相關成果發表于ACS Energy Letters。

CdTe薄膜太陽電池性能激活示意圖。研究團隊供圖

CdTe薄膜太陽電池是極具代表性的產業化薄膜光伏技術，目前已經實現吉瓦級規模生產。然而，在實際工作環境中，CdTe光伏電池/組件會受到光照、溫度、電場以及曝光周期等多種因素的耦合作用，呈現出亞穩態特性。這種特性不僅限制了電池效率的進一步提升，也使得對其性能可靠性的準確評估變得困難重重。

在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目資助下，研究團隊展開了深入研究。研究發現，對器件同時施加光照、加熱以及正向偏壓的協同處理，能夠顯著激活CdTe太陽電池性能。通過機理研究進一步揭示，這種協同策略可以有效抑制電池前界面以及吸收層的非輻射復合現象，減少淺能級缺陷和中帶隙態的占據，使得載流子復合損失大幅降低，進而提升了電池的開路電壓和填充因子，最終實現了電池效率的提升。

此外，研究證實該激活過程具備良好的可逆性與重復性。不僅適用于傳統的銅摻雜器件，也適用于鉍、銻等V族元素摻雜的CdTe電池，體現出較強的材料普適性。這意味著該策略能夠為不同工藝路線的CdTe薄膜太陽電池提供一種有效的性能激活與穩定性評估手段，對于推動高效薄膜光伏技術的產業化應用具有重要的參考價值。

相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c03194