武四新课题组通过采用部分Cd²⁺取代Zn²⁺从而形成Cu₂Zn_1-xCd_xSn(S,Se)₄吸光层材料，太阳能电池的光电转换效率由5.41%提高到8.11%。该研究成果发表在Chemistry of Materials, 2016, 28, 5821−5828 (SCI一区，IF=9.407 )。文章链接：

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.6b02111

由于Cu和Zn具有相似的共价半径，易形成具有较低形成能的CuZn反位不良缺陷，此类缺陷是导致电压损耗严重的主要因素。该课题采用正丁胺和二硫化碳作为溶剂，CuO、ZnCl₂、CdCl₂、SnCl₂·2H₂O作为金属源，制备出不同Cd²⁺取代量的Cu₂Zn_1-xCd_xSn(S,Se)₄光伏合金材料。采用部分Cd²⁺取代Zn²⁺在一定程度上抑制了该类有害缺陷的形成。同时还发现Cd²⁺的引入对于晶体生长和带隙的调节都具有积极的作用。