1.7电子伏特带隙硫系太阳能电池：通过优化材料整体与界面结构，创效率新高

本研究聚焦于宽禁带（约1.7 eV）铜镓硒（CuGaSe₂）薄膜太阳能电池，旨在解决其长期受限于界面与体相缺陷导致的开路电压偏低、效率不理想等瓶颈问题。研究人员创新性地采用铝（Al）合金化与铷（Rb）掺杂协同策略：一方面，在吸光层中构建由前至后逐渐升高的铝浓度梯度，从而在背接触处形成有效的内建电场（背场，BSF），显著提升载流子收集效率；另一方面，铷的引入优化了界面化学环境与晶格结构。实验表明，这种“体相+界面”双重工程大幅抑制了体相复合与界面复合——厚达150纳米的硫化镉（CdS）缓冲层可降低界面态密度，而陡峭的铝梯度则压缩耗尽区、减少体相缺陷对载流子的捕获。最终，该器件在独立第三方认证下达到12.28%的光电转换效率，同时保持0.996伏的高开路电压，创下同类宽禁带硫系薄膜电池的最高纪录。值得注意的是，该材料对光照-热联合老化（HLS）的响应与传统含铟电池（如CIGS）不同：高温HLS（90°C）反而导致性能衰减，凸显其缺陷物理机制的独特性；而适度调控（如改用光刻边缘钝化、优化铝梯度与厚度）可有效缓解这一问题。研究还发现，1.6微米左右的吸光层厚度在光吸收与体相复合之间取得最佳平衡。综上，这项工作不仅刷新了宽禁带硫系光伏的性能标杆，更揭示了镓基黄铜矿材料区别于铟基体系的独特物性规律，为发展稳定、高效、低成本的新一代光伏与能源转换技术指明了新路径。