隨著可穿戴電子、分布式能源系統以及可集成光伏技術的發展，輕量化、可彎曲的柔性光伏器件正成為新能源技術的重要發展方向。銅鋅錫硫硒（CZTSSe）是一類由地殼豐度高、環境友好的元素構成的新型無機薄膜光伏材料，兼具低成本潛力與優異機械柔性，被認為是未來便攜式能源和空間能源應用的重要候選體系。目前，在結晶過程中實現多元體系的有序演化與缺陷協同調控，成為制約該光伏材料發展的核心問題。
近期，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心等，揭示了堿金屬元素在CZTSSe薄膜晶體生長過程中的差異化作用機制。
研究表明，傳統的鈉調控能夠促進晶粒生長并改善薄膜形貌，但會誘導SnSex中間相的大尺度偏析，限制器件電壓提升。基于此，研究人員提出動力學競爭調控策略，通過引入鋰元素調節銅相關相的自由能特性，使其在晶化過程中優先消耗硒元素，抑制SnSex相的無序生長，實現多相體系的協同有序演化。
研究團隊進一步在柔性襯底上制備出高質量CZTSSe薄膜，柔性太陽電池光電轉換效率達到14.5%（認證效率14.2%），刷新了該類柔性器件效率紀錄。團隊同時構建了疊瓦式柔性CZTSSe光伏組件，在10cm2上實現12.7%光電轉換效率（認證效率12.0%），超越了現有的國際組件效率紀錄，還實現了柔性CZTSSe組件性能首次超過剛性器件。
該研究從材料微觀結構調控層面深化了對復雜多元半導體結晶行為的認識，為多元化合物材料的有序生長提供了新的理論框架和技術路徑。這推動了柔性無機薄膜光伏技術的發展，也為未來高性能可集成能源系統的構建提供了支撐。
相關研究成果發表在《自然-能源》（Nature Energy）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國博士后創新人才支持計劃、中國科學院相關項目等的支持。
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