问题——新型薄膜光伏亟需兼顾效率、成本与可持续性 全球能源转型加速的背景下，光伏技术的需求正从地面电力系统的规模化应用，延伸到深空探测、空间基础设施升级等新场景；低轨卫星互联网、空间站扩展应用以及未来太空能源系统构想，对太阳能电池提出更综合的要求：在保证发电效率的同时，还需具备轻量化、长寿命、低成本、可持续供应，并能适应复杂辐照环境等特性。 薄膜光伏长期被视为实现轻量化与柔性应用的重要路径，但部分技术路线存在关键元素稀缺、成本较高或环境负担等问题，限制了深入推广。如何在材料资源约束与全生命周期成本之间取得平衡，成为新型薄膜光伏必须面对的现实课题。 原因——多元材料缺陷复杂导致效率提升“卡脖子” CZTSSe由铜、锌、锡等相对丰富的常见元素构成，具备资源易获得、成本潜力大、环境友好等特点，同时在太空辐照等极端环境下也显示出一定优势，因此被认为是兼顾地面与空间应用的潜力候选材料。 但近十年来——该路线的发展一度放缓——主要障碍在于材料体系多元、相互作用复杂：晶体形成过程中容易出现原子占位无序与多类型缺陷，导致载流子复合增强、能量损耗增加，进而限制器件电压和整体转换效率提升。由于缺陷机制难以精准识别与调控，产业界对其规模化前景普遍较为谨慎，技术迭代节奏也受到影响。 影响——认证效率16.6%与柔性组件突破释放产业信号 据介绍，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心孟庆波团队近期将CZTSSe电池权威认证效率提升至16.6%，并完成高性能柔性电池及组件研制，实现该领域第10次刷新世界纪录。有关结果持续被国际权威效率榜单收录，显示我国在该方向的原创研究与系统攻关能力在提升。 从产业规律看，薄膜光伏效率达到15%至16%区间后，通常具备从实验室走向中试与产业化验证的基础条件。本次效率提升与器件放大、柔性组件进展相互印证：一上表明关键材料与器件问题得到更有效控制，另一方面也说明该工艺路线在面积扩展和形态拓展上具备进一步工程化的可能。 对深空应用而言，薄膜化与柔性化意味着更高的比功率潜力和更灵活的结构适配能力，有助于满足航天器对质量、体积与结构集成的严格约束；对地面应用而言，若后续实现稳定量产，CZTSSe在资源可持续和成本端的优势有望在大规模部署中逐步体现。 对策——以基础研究牵引工程化，打通从缺陷调控到规模制造 该团队基于长期基础研究积累，围绕结晶质量、原子结构与缺陷调控等关键问题开展系统攻关，提出并发展“原子空位策略”等思路，引导铜锌原子有序归位，从源头降低缺陷活性与内部损耗，推动效率实现跨越式提升。此前团队已先后实现13%、14%、15%等阶段性进展，并持续推进器件放大与柔性组件构建。 面向产业化，下一步重点是将实验室高效率稳定复制到更大面积、更高良率的制造环节：一是持续识别并抑制影响一致性与寿命的关键缺陷与界面问题，提升长期可靠性；二是完善工艺窗口与质量评价体系，降低批次波动；三是面向组件开展封装与环境适应性验证，尤其针对空间辐照、温度循环等工况建立测试与标准化路径；四是推动产学研用协同，在材料、装备、工艺与应用端形成闭环迭代。 前景——冲刺20%效率关口，拓展地面与航天“双场景”应用 业内分析认为，若CZTSSe电池效率进一步接近20%、组件效率达到18%并实现稳定批量制备，其市场竞争力将明显增强。在地面侧，材料资源优势与成本下降空间有望支撑更大规模的清洁电力供给；在航天侧，薄膜叠层与柔性化潜力将推动其在航天器电源、空间平台供能乃至更长期的空间能源系统中发挥作用。 在“双碳”目标与航天强国建设共同推进的背景下，兼具资源可持续、环境友好与应用多样性的光伏路线正成为国际科技竞争的重要方向。此次突破不仅刷新了效率纪录，也体现出以基础研究带动工程能力提升的路径，为我国新型光伏技术储备与产业体系完善提供了新的支撑。
从“元素更常见”到“性能更突出”，CZTSSe效率纪录的刷新不仅是单项指标的提升，也折射出我国新型光伏材料基础研究与工程化协同上的积累；面向“双碳”目标与深空探索的双重需求，持续以原始创新突破关键瓶颈，并通过产业化验证强化落地能力，有望推动实验室成果转化为稳定可靠的能源解决方案，为全球清洁能源与空间能源体系建设提供更具韧性的技术选择。