近日，信阳师范大学建筑节能材料河南省协同创新中心王刚博士团队在过氧化氢（H2O2）添加剂优化水热沉积硫化锑太阳能电池性能研究上取得了新进展，在国家光伏产业计量测试中心（NPVM）获得了8.21%的创纪录认证效率。相关成果以“H2O2-modulated hydrothermal precursor solution enables certified 8.21%-efficient Sb2S3 solar cells”为题发表在《Energy Environ. Sci.》杂志上（图1；http://doi.org/10.1039/D6EE02782B）。信阳师范大学为该论文的第一完成单位，王刚博士和黄玉茜博士为我校第一作者/通讯作者，合作通讯作者为中国科学技术大学陈涛教授，天津理工大学郭洪玲博士为本文章的发表提供了重要帮助，硕士研究生冯琳为文章第二作者。
图1. “H2O2-modulated hydrothermal precursor solution enables certified 8.21%-efficient Sb2S3 solar cells”文章的网页截图
水热沉积硫化锑太阳能电池吸光层是当前最主流的硫化锑吸光层制备技术，文献已经报道了8.08%的认证效率（Adv. Energy Mater., 2025, 15, 2406051; Adv. Mater., 2026, 38, e20937）。诸多添加剂已经被用来制备高质量的硫化锑太阳能电池吸光层，但是传统添加剂一直局限于前驱体溶液稳定性、组成调控、沉积动力学调控、晶粒生长调控和缺陷钝化中的某项或者某几项进行调控，而且研究多集中在硫化锑吸光层预制膜和退火后薄膜的表征和性能研究，对沉积过程的关注有限。
王刚博士团队在深入分析沉积过程中pH值变化和沉积动力学过程的基础上，发现酸性水热前驱体溶液对CdS基底有未被揭示的刻蚀作用，并创新性的引入H2O2添加剂来解决这一难题。H2O2能够和Na2S2O3硫源原位反应生成NaOH、Na2S3O6和Na2S4O6。NaOH能够提高前驱体溶液的pH值进而抑制对CdS基底刻蚀作用；S3O62-和S4O62-的强配位作用能够提高前驱体溶液的稳定性；S3O62-和S4O62-分解产生的S单质能够制备富硫的预制膜；该溶液体系加快了硫化锑的沉积速率，促进了晶粒生长和改善了吸光层微结构性能，并且显著钝化了深能级缺陷。基于以上作用机制，王刚博士团队获得了8.41%的实验室自测效率和8.21%的认证效率，均为目前硫化锑太阳能电池的最高值（图2）。
图2.（a-h）H2O2添加剂对吸光层形貌的调控作用。不同H2O2添加量时硫化锑太阳能电池的（i）J-V曲线图和（j）外量子效率图。（k）硫化锑太阳能电池的认证效率。（l）本工作认证效率与已经报道的认证效率的比较。
王刚博士团队一直专注于水热沉积硫化锑太阳能电池的研究，先后报道了7.78%（Adv. Funct. Mater., 2026, 36, e18624）、8.08%（Adv. Mater., 2026, 38, e20937）和8.21%（Energy Environ. Sci., 2026, DOI: 10.1039/D6EE02782B）三个硫化锑太阳能电池创纪录的认证效率，为推动水热沉积硫化锑太阳能电池的研究做出了积极贡献。
供稿：王刚 初审：刘江峰 复审：井忠勇
