近日，我院新能源光电薄膜与器件团队在柔性大面积CIGS太阳电池领域取得重要进展。相关工作“Hydrogen plasma-induced uniform grain boundary engineering in Cu(In, Ga)Se2thin films for high efficiency large area solar panels”以河北大学为第一单位发表在材料领域知名期刊《Chemical Engineering Journal》，我院博士研究生高泽冉为论文第一作者，于威、王新占和高超老师为共同通讯作者。
CIGS太阳电池凭借其优异且稳定的光电特性，在薄膜光伏技术领域展现了广阔的应用前景。除了垂直特性外，CIGS薄膜恒横向均匀的微观结构也是大面积太阳电池光伏性能提升的关键因素。近日，该实验室提出了一种氢等离子体后退火策略，即通过在薄膜沉积后引入氢等离子体反应溅射层，基于对薄膜内部缺陷抑制和晶界处的微结构调整实现了大尺寸太阳电池转换效率的提升。氢等离子体通过上移体系费米能级消除了异质结处的VSe深能级缺陷，同时通过Na-O化合物相中Na离子激活促进了晶界处的微结构调整。两种效应共同诱导了CIGS电池界面利于载流子引出的能带结构。此外，晶界处的微结构调整及O离子的解吸附有效降低了薄膜中深能级缺陷密度，促进了电池载流子传输的横向均匀性。所制备CIGS太阳电池获得了17.04%的转换效率。该研究将为大面积CIGS太阳电池的高效制备奠定了重要基础，同时也为其他p型铜基薄膜太阳电池的光伏性能改善提供了参考。
该研究工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅科技项目、河北省光电信息材料实验室绩效补贴基金项目、保定市“揭榜挂帅”项目、河北大学高层次人才培育计划等项目及河北省光伏技术省部共建协同创新中心、河北大学物理科学与技术学院公共测试中心的资助及大力支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167532.
