(资料图)

目前，已开发问世的铜锌锡硫薄膜太阳能电池中，最优异的光电转换效率为12．6％，采用的是化学溶液法制备得到铜锌锡硫薄膜。

铜锌锡硫，英文简称CZTS，化学式为Cu2ZnSnS4，外观为黑色粉末状，是一种高性能半导体材料，为直接间隙半导体，具有光吸收系数高、带隙值理想的优点，可用来制备膜材，用作薄膜太阳能电池光吸收层。铜锌锡硫是第三代薄膜太阳能电池的候补技术。

铜锌锡硫可采用磁控溅射法、化学溶液法、真空热蒸镀法、电沉积法、喷涂热解法等工艺来制备薄膜。其中，磁控溅射法与化学溶液法可制备高质量铜锌锡硫薄膜。对比来看，磁控溅射法过程易于控制、膜材厚度均匀，但需要在真空环境中进行生产；化学溶液法对生产环境要求低、操作简单、成本较低，因此应用普及率较高。

2010年2月，IBM利用铜锌锡硫制造出薄膜太阳能电池，其光电转换效率不足1．0％。2010年10月，美国普渡大学团队开发出光电转换效率7．2％的铜锌锡硫薄膜太阳能电池。目前，已开发问世的铜锌锡硫薄膜太阳能电池中，最优异的光电转换效率为12．6％，采用的是化学溶液法制备得到铜锌锡硫薄膜。

根据新思界产业研究中心发布的《2023－2028年中国铜锌锡硫（CZTS）行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，理论上来讲，铜锌锡硫的光电转换效率极限为32．0％，目前12．6％的光电转换效率与之相比差距较大，铜锌锡硫薄膜太阳能电池在技术领域还有巨大提升空间，这是影响铜锌锡硫行业发展的重要因素之一。由于理论光电转换效率高，铜锌锡硫在科研领域受到广泛关注，但其合成难度大、制备条件要求苛刻、生产成本高，新生产工艺还在不断开发中，这是影响铜锌锡硫行业发展的另一重要因素。

铜锌锡硫薄膜太阳能电池具有光电转换效率高、弱光性好、环境友好等优点，市场发展潜力大，因此我国科学家研究开发力度也在不断加大。2022年10月，南京邮电大学团队在铜锌锡硫薄膜太阳能电池领域研究取得突破性进展，光电转换效率经美国国家可再生能源实验室（NREL）认证达到13．0％，打破了原有纪录。这使得我国铜锌锡硫薄膜太阳能电池距离工业化道路更进一步，有利于铜锌锡硫行业发展。

新思界行业分析人士表示，在我国，铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池发展潜力大。金属铟（In）在地壳中储量有限，我国铟资源储量占比大，达到70．0％以上。铟可以广泛应用在通信、电子、汽车、能源、航空航天、军工等领域。现阶段，铜铟镓硒薄膜太阳能电池行业尚处于发展初期，对铟资源需求少，未来随着其生产规模不断扩大，铟资源供应将成为限制铜铟镓硒行业发展的关键问题。

铜锌锡硫晶体结构与铜铟镓硒相似，并且与铜铟镓硒相比，铜锌锡硫制备所需要的元素在地壳中储量丰富，具有明显竞争优势。未来，随着铜锌锡硫制备工艺逐步成熟，以及铜锌锡硫薄膜太阳能电池技术瓶颈不断突破，铜锌锡硫有望取代铜铟镓硒，需求规模将快速扩大。

原文标题 : 【洞察】铜锌锡硫（CZTS）技术尚不成熟 未来有望取代铜铟镓硒