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工業級隧穿氧化硅鈍化接觸電池技術研究獲進展

2026年03月11日 寧波材料技術與工程研究所
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隧穿氧化硅鈍化接觸(TOPCon)太陽能電池具有高效率和良好的規?;圃旒嫒菪裕I級TOPCon電池距離其理論效率極限存在差距,制約了TOPCon技術的產業化升級。

近日,中國科學院寧波材料技術與工程研究所團隊等,提出了雙面電學協同優化的新策略,實現了工業級TOPCon太陽能電池性能的突破。團隊在工業標準M10尺寸(313.3?cm2)硅片上,制備出經認證轉換效率達26.66%的TOPCon太陽能電池,創下了744.6?mV的工業級TOPCon開路電壓新高,填充因子達85.57%,雙面率提升至88.3%,其Voc×FF/理論極限值達93.8%。

在器件正面結構優化方面,團隊開發了430?Ω/sq的高方阻硼發射極,實現了低摻雜、淺結設計,提升了界面鈍化質量,將少子壽命從0.70?ms提升至1.12?ms,飽和電流密度從~9 fA/cm2降至~5 fA/cm2,降低了載流子復合損失;通過精細化柵線設計,將柵線間距從常規的1120?μm縮窄至825?μm、寬度從20?μm縮減至10?μm,減少了載流子橫向傳輸阻抗、提高了電流收集效率、降低了遮光損失與銀漿耗量,實現了電壓與電流的雙重提升,為高效率輸出提供了支撐。

在器件背面結構創新方面,團隊構建了雙層隧穿氧化層/多晶硅復合結構,內層~40?nm輕摻雜多晶硅負責界面鈍化與銀擴散阻擋,外層~60?nm重摻雜多晶硅作為導電層,能夠阻斷銀原子從電極向硅基體的擴散,避免銀顆粒形成的載流子復合中心,從而改善界面鈍化性能;通過激光改性+濕法刻蝕工藝,對背面無電極覆蓋區域的多晶硅層進行局部減薄,使電池背面約70%的區域僅保留內層多晶硅,降低了寄生吸收損失,提升了電池雙面發電能力。

該研究通過前后兩面協同的電學精細化優化,將“更強鈍化”與“更低輸運/金屬化損失”在工業級TOPCon電池統一起來,為高效工業TOPCon技術的發展提供了一條兼具機理清晰與可制造性的工程化路線。

相關研究成果發表在《自然-能源》(Nature Energy)上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。

TOPCon電池的發展與效率認證結果

打印 責任編輯:侯茜

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