季度铜锌锡硫太阳能电池可能取代硅基光伏发电技术。目前，尽管太阳能电池板市场(2010年为18.2 GWP)仍由晶体硅太阳能电池主导，但基于硫属化合物(S、SE和TE)的薄膜太阳能电池技术将大大增加其市场渗透率。例如，第一太阳能公司在2010年生产了1.5千兆瓦的碲化镉(CdTe)模块，预计到2011年底将达到2.3千兆瓦。其他碲化镉公司，如Primestar，属于能源巨头通用电气公司，该公司正在加速碲化镉的生产，而其他许多公司，如6lar Frontier，Mia6le，Asc9t，Nano6lar等。正在重点研究铜铟镓(DI)和硒(Se)铜、铟、镓和硒可能实现更高的效率，实验室规模的设备效率已经达到20.3%( 《创造新世界纪录效率的铜铟镓硒薄膜太阳能电池效率超过20%》)。
除了设备性能，价格波动(尤其是铟)、稀土稀缺(如碲)和潜在的环境问题(如镉毒性)也让一些人对碲化镉和铜铟镓硒产生了担忧。最先发现下一代薄膜光伏材料的是低成本的四元铜锌锡硫化物(CZTS)和铜锌锡硫化物(CZTSSE)。值得注意的是，这些物质含有丰富的地壳天然元素，毒性很低(见《丰富的无机材料可取代铂用于染料敏化太阳能电池》)。
扫描电镜图像：Cu-Zn-Sn-S光电器件横截面。铜锡硫族化物薄膜显示出大的晶粒和一些空隙。
华盛顿大学化学工程首席教授休w希尔豪斯(Hugh W. Hillhouse)说：“历史上，大多数季度铜-锌-锡-硫薄膜太阳能电池都是通过真空沉积金属前体，然后硫化来合成的。”然而，由于成本、空间不均匀的组分和形成的二元化合物，如硫化锌(ZnS)，这种方法具有挑战性。因此，他们正在开发一些基于溶液的无机太阳能电池化学技术，以大幅降低生产成本，提高性能。”
目前的记录显示，铜-锌-锡-硫太阳能电池的光电转换效率超过10.1%。这个记录是米茨和IBM的同事(《高效率太阳能电池采用地球上丰富的液体处理吸收剂》)做的。所用的前体需要用肼稳定，肼是一种肝毒性和爆炸性致癌溶剂。
在最新一期《先进能源材料》，9 《地球上丰富的光伏元素直接来自可溶性前体高产量需使用无毒溶剂》中发表了一篇论文(使用无毒溶剂以高收率直接从可溶性前体获得地球丰富元素光伏)。Hillhouse和他的团队表明还有其他化学方法。使用更温和的溶剂，有必要展示一种简单而轻便的溶液相方法来制造季度Cu-Zn-Sn-S薄膜太阳能电池，这种电池也可以通过使用上市前的前体和无毒溶剂来产生高产量。
在这项工作中，一个关键的发现是有一些替代品。以这种方式，可以在不使用纳米晶体墨水或有毒溶剂如肼的情况下生产具有高效溶液处理的太阳能电池。
“事实上，溶液处理无机太阳能电池的可能性有多大？希尔豪斯说：“我们可能只是触及了表面。
他的制备铜锌锡硫族化合物薄膜太阳能电池的简单新化学方法需要旋涂溶液，旋涂溶液是一种高溶解性且廉价的上市前前驱体，以及一种环保无毒的溶剂，即二甲基亚砜。这样就可以形成高质量的铜锌锡硫族化合物薄膜，然后硒化镀有钼(钼)的钠钙玻璃，制得的太阳能电池器件具有空气稳定性，效率为4.1%。
Hillhouse指出，从前驱体到薄膜，这种方法混合的金属量可以接近100%，这是纳米晶墨水方法无法做到的，但可以制作出效率为7.2%的设备。
这种新的加工方法为低成本制造薄膜太阳能电池打开了大门，并通过溶液加工制备，使用地球上丰富的元素。吸收层可以通过缝模涂布、分隔壁涂布或其他容易升级的工艺来沉积。
“到目前为止，人们对这种基本的电子性质、缺陷物理、热力学或四元铜、锌、锡和硫的形成动力学知之甚少，更不知道基于四元铜、锌、锡和硫的异质结构光电器件，”Hillhouse说。“使用季度Cu-Zn-Sn-S或Cu-Zn-Sn-S组的单结太阳能电池的理论效率极限超过30%。很可能一旦这些基本条件具备，季度铜-锌-锡-硫太阳能电池总有一天会取代铜铟镓硒、碲化镉甚至硅基光伏发电技术。”
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