双碳研究 | 革命性太阳能技术大幅降低氢能源成本，颠覆能源行业

革命性太阳能技术大幅降低氢能源成本，

颠覆能源行业

【USA solar cell网 7月23日报道】

注：图片源于网络

中国研究人员在可再生能源领域取得重大突破，研发出一种革命性太阳能制氢技术，显著提升了制氢效率。该方法将制氢成本大幅降低70%，有望重塑可持续能源生产格局。该技术采用先进晶体生长与材料优化工艺，能显著减少对化石能源的依赖，推动清洁能源发展。在全球各国积极应对气候变化的背景下，这一突破性进展或将开启绿色制氢新时代，氢气将更易获得，其使用成本将达历史新低。

太阳能制氢技术的革命性突破

太阳能制氢技术迎来突破性进展。研究人员运用开创性的前驱体种子层工程（PSLE）技术，显著提升了铜锌锡硫（CZTS）光电阴极的性能。CTZS作为太阳能制氢的理想材料，经PSLE工艺优化后效率大幅提升。传统制氢方式常伴随高碳排放，而基于光电化学（PEC）水分解的太阳能制氢技术提供了更清洁的替代方案。PSLE方法让半电池太阳能制氢效率突破了原有极限，达到9.91%的创纪录水平。

前驱体种子层工程的核心作用

前驱体种子层工程（PSLE）是优化光电阴极吸光薄膜的关键技术。该创新方法通过旋涂溶液工艺制备高质量铜锌锡硫（CZTS）薄膜，在促进晶体生长的同时有效抑制材料固有缺陷，显著优化了载流子动力学特性。最终研发的CZTS/CdS/TiO2/Pt多层薄膜光电阴极突破了传统9%的效率极限，实现性能跃升。

前驱体种子层工程（PSLE）更实现了重大突破。全球首个无偏压CZTS-BiVO4串联电池在天然海水环境中达成2.20%的太阳能制氢（STH）转化率，该突破在应对全球淡水资源短缺问题方面意义重大。通过将缺陷密度降低85%并将少子寿命提升至4.40纳秒，该技术为可持续氢能发展带来了希望曙光。

材料创新推动制氢成本断崖式下降

该技术突破的核心在于战略化应用铜、锌、锡、硫等地球丰度元素。相较于昂贵稀有的传统铟镓基硫族化合物，CZTS光电阴极让材料成本直降逾七成。这种经济性更适合与卷对卷镀膜工艺相结合，从而实现大规模生产，有效满足全球清洁能源激增的需求。

绿色制氢新纪元

绿色制氢的重大突破恰逢其时——全球正面临着气候变化加剧的严峻形势，各国正全力推进净零排放目标。氢能因其环保特性，成为替代化石燃料的理想选择，但传统制氢方式的高成本始终制约其大规模应用。

然而，PSLE技术突破为实现这一目标开辟了新路径：利用富集材料直接以海水制备低成本绿氢，预示着我们有望建立资源循环利用、废弃物最小化的循环型氢经济体系。

全球影响：迈向吉瓦级生产时代

此项创新的意义不仅只针对于实验室，更为全球多场景的吉瓦级清洁能源生产带来了可行的前景。当世界各国加速能源转型，扩大可再生能源布局时，高效利用太阳能已成为关键突破口。

这场变革正推动我们接近实现大规模绿氢生产的目标。作为可持续赋能未来经济、应对气候变化的核心要素，绿氢将在构建清洁能源体系中扮演决定性角色。

结语：铺就可持续发展之路

前驱体种子层工程（PSLE）的诞生不仅标志着太阳能制氢技术的演进，更是一场能源认知的革命——它重新定义了太阳能制氢技术在能源版图中的战略地位。随着全球研究者持续优化该方法并推进多领域规模化应用，通向可持续能源解决方案的路径正变得日益清晰。

这一历史性突破激发了人们采用更清洁的能源替代方案的信心，又推动了在环保原则下的经济增长。PSLE驱动的太阳能技术等突破性创新，无疑将引领我们迈入可再生能源主导的新纪元，开启真正意义上的"绿氢时代"！

编译：张 雅（新能源部）

审校：耿 语（新能源部）

编辑：张 雅（新能源部）