TOPCon結構優(yōu)化減少能量損耗。

由蘇州大學、浙江晶科能源有限公司及相關研究機構組成的團隊開發(fā)出一種新型雙面太陽能電池結構，有望突破當前隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）太陽能電池長期存在的效率瓶頸，同時為更高效的疊層太陽能技術鋪平道路。該設計將TOPCon結構與鈣鈦礦材料相結合，構建出混合架構，可有效降低能量損耗并提升性能。

“我們的研究源于當前TOPCon太陽能電池的根本性局限，”高錕博士與楊新波教授解釋道，“在工業(yè)化TOPCon器件中，正面仍采用硼擴散的p+發(fā)射極，這會導致顯著的復合損耗，限制了效率的進一步提升。一種自然的改進策略是用局域化的TOPCon接觸替代該發(fā)射極?！?/p>

結構重塑

TOPCon太陽能電池雖以高效率著稱，但存在重大技術權衡。傳統(tǒng)設計需要較厚的多晶硅層來保障制造過程中的電接觸性能，但這會加劇光吸收損耗，降低整體表現(xiàn)?！叭珔^(qū)域p型TOPCon層需要較厚的摻雜多晶硅膜，以確保工業(yè)化燒結工藝中的良好電接觸，這導致了正面嚴重的寄生光吸收，”高錕指出，“這使得TOPCon技術在降低復合損耗與最小化光學損耗之間形成根本性矛盾?！?/p>

為突破這一瓶頸，研究團隊對正反兩面鈍化接觸結構進行了重新設計。他們在正面摒棄全區(qū)域結構，創(chuàng)新性地引入僅在金屬柵線下方存在的圖形化n型TOPCon接觸。這種“指狀”結構在維持優(yōu)異電學性能的同時，有效降低了光學吸收。團隊還通過平滑硅表面并采用梯度熱場沉積工藝優(yōu)化晶體生長與摻雜效率，進一步提升了TOPCon接觸層的質量。

疊層電池實現(xiàn)更高效率

該研究最顯著的成果之一，在于新型TOPCon結構與鈣鈦礦疊層太陽能電池的兼容性。疊層電池通過堆疊不同帶隙的多層材料，能更寬光譜地捕獲陽光，從而實現(xiàn)更高效率。測試中，工業(yè)尺寸的TOPCon原型器件取得了26.34%的認證效率；當其集成于鈣鈦礦/TOPCon疊層結構時，效率獲得顯著提升。

“重要的是，同一TOPCon平臺作為底電池應用于單片鈣鈦礦/TOPCon疊層電池后，實現(xiàn)了32.73%的認證效率，”高錕表示，“這充分證明了我們的設計與下一代疊層技術的高度兼容性。”

聚焦工業(yè)化可靠性

研究團隊正致力于進一步優(yōu)化圖形化正面接觸結構并提升背面接觸性能。未來的研究還將聚焦于提高疊層器件的穩(wěn)定性，并降低硅底電池的光學損耗。

“我們的最終目標是開發(fā)出基于TOPCon的器件結構，在工業(yè)化規(guī)模下同時實現(xiàn)超高效能與長期可靠性，”研究人員表示。該研究為兼具高效率與工業(yè)化兼容性的下一代太陽能電池提供了可行路徑，有望在光伏技術持續(xù)進步與可再生能源規(guī)?；渴鹬邪l(fā)揮重要作用。

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