目前，虽然太阳能电池板市场（2010年生产18.2 GWP）的主宰仍是晶硅太阳能电池，但是，基于硫族化合物（S，SE和TE）的薄膜太阳能电池技巧，将大大增添它们的市场渗透。例如，第一太阳能公司（First Solar）2010年生产15亿瓦的碲化镉（CdTe）组件，估量2011年底会到达23亿瓦。其他碲化镉公司，比如普莱姆星公司（Primestar）就属于能源巨头通用电气公司，它正在加速碲化镉生产，而很多其他公司，如太阳能前沿公司（Solar Frontier），迈阿太阳公司（Miasole），阿升特公司（Ascent），纳米太阳能公司（Nanosolar）等，都在集中搞铜铟镓（DI）硒（CIGS：copper indium gallium （di）selenide）太阳能电池。铜铟镓硒有可能到达更高的效力，试验室范围的装备效力已达20.3%（《发明新世界纪录效力的铜铟镓硒薄膜太阳能电池效力超过20%》）。

除了装备性能之外，价钱波动问题（特殊是铟），稀土稀缺性问题（例如碲），以及潜在的环境问题（如镉的毒性问题），都已引起一些人顾虑碲化镉和铜铟镓硒。最先找到的下一代薄膜光伏资料，就是低成本季铜锌锡硫（CZTS：quaternary copper-zinc-tin-sulfide）和铜锌锡硫族（CZTSSe：copper-zinc-tin-chalcogenide）。值得注意的是，这些资料包括地壳中丰盛的天然元素，毒性非常低（见《丰盛的无机资料可代替铂用于染料敏化太阳能电池》）。

扫描电子显微镜图像：铜锌锡硫族光电器件的横截面。铜锌锡硫族薄膜显示出大晶粒和一些空泛。

“从历史上看，大部分季铜锌锡硫薄膜太阳能电池的合成，是采取真空沉积金属前体，之后再硫化，”休哥W ?希尔豪斯（Hugh W. Hillhouse）说，他是华盛顿大学（University of Washington）化学工程系任伯格（Rehnberg）首席教授。“然而，这种方式具有挑衅性，原因是成本、空间异质性成分和所形成的二元化合物，如硫化锌（ZnS）。因此，他们正在开发一些溶液为基本的无机太阳能电池化学技巧，以明显降落生产成本，进步性能。”

当前的纪录，铜锌锡硫族太阳能电池光电转换效力超过10.1%，这一纪录是由米兹（Mitzi）和IBM的同事制作的（《高效力太阳能电池采取地球上丰盛的液体处置接收剂》），应用的前体须要用肼（hydrazine）坚固，肼是一种具有肝毒性、易爆的致癌溶剂。

有一篇论文发表在最近一期《先进能源资料》上，就是《地球上丰盛的光伏元素直接来自可溶性前体高产量需应用无毒溶剂》（Earth-Abundant Element Photovoltaics Directly from Soluble Precursors with High Yield Using a Non-Toxic Solvent），希尔豪斯和他的小组表明，还有其他的化学方式，应用更加良性的溶剂，这须要演示一种简略轻便的液相法（solution phase method），以制成季铜锌锡硫薄膜太阳能电池，应用市售前体和无毒溶剂，也可高产。

在这项工作中，一个要害发明是有了一些替代品，这样，不再应用纳米晶体油墨或有毒溶剂如肼，也可以发生高效溶液加工的太阳能电池。

“事实上，对于溶液加工无机太阳能电池有什么可能性，我们很可能只是抓住了表面，”希尔豪斯说。他浅易的新化学方式制备铜锌锡硫族薄膜太阳能电池，需采取旋涂溶液，就是一种高度可溶、价钱廉价的市售前体，还有环保无毒溶剂，即二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide），这样，就可形成高质量铜锌锡硫族薄膜，在涂有钼（molybdenum）的内石灰（sodalime）玻璃上随掉队行硒化（selenization）。制成的太阳能电池装备具有空气坚固性，浮现的效力是4.1%。

希尔豪斯指出，从前体到薄膜，用这种方式掺合的金属量可接近100%，采取纳米晶体油墨方式就不是这样的情形，但可以制成效力7.2%的装备。这种新鲜的加工方式打开了一扇大门，可以制作成本低、用溶液加工制备的薄膜太阳能电池，就采取地球上丰盛的元素。接收层沉积，可以采取狭缝挤压涂层（slot die coating），间壁涂层，或其他易于升级的工艺。

“到目前为止，都很少懂得这种基础电子属性、弊病物理学、热力学，或季铜锌锡硫的形成动力学，甚至更不太懂得基于季铜锌锡硫的异质构造光电器件，”希尔豪斯说。“单结太阳能电池的理论效力极限，应用季铜锌锡硫或铜锌锡硫族均超过30%，很可能，一旦这些基础条件到位，季铜锌锡硫太阳能电池有朝一日就可以代替铜铟镓硒、碲化镉，甚至硅基光伏发电技巧。”