我國科研團隊發(fā)展出n-i-p鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池

鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池具有開發(fā)面向效率大于30%光伏組件的潛力，是光伏領(lǐng)域的研究熱點。當(dāng)前，隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）硅太陽能電池采用晶體硅電池技術(shù)。這一技術(shù)兼具高效率、成本效益和大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢。目前，如何研發(fā)基于TOPCon底電池的高效鈣鈦礦/晶硅疊層電池技術(shù)是光伏產(chǎn)業(yè)的重要問題。

高質(zhì)量的雙面TOPCon底電池需要在n型TOPCon電子收集端和p型TOPCon空穴收集端同時實現(xiàn)良好的表面鈍化。然而，在絨面上，基于摻硼多晶硅的鈍化接觸結(jié)構(gòu)的鈍化質(zhì)量不佳，導(dǎo)致底電池開路電壓下降，制約了基于TOPCon底電池的疊層電池效率提升。

中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春、曾俞衡等，聯(lián)合浙江大學(xué)教授余學(xué)功團隊，探討了絨面上p型TOPCon鈍化質(zhì)量的提升及其在高效疊層電池中的應(yīng)用等問題。

該研究通過改善絨面氧化硅的完整性、優(yōu)化硼擴散曲線、提升氧化鋁注氫質(zhì)量等策略，提高了p型TOPCon的鈍化質(zhì)量。常規(guī)的雙面對稱壽命片的單面飽和電流密度與隱含開路電壓分別是34.2 fA/cm2和689 mV；而優(yōu)化后的p型TOPCon，壽命片的單面飽和電流密度與隱含開路電壓分別為12.9 fA/cm2和715 mV。同時，雙絨面TOPCon底電池的開路電壓從690 mV提升至710 mV。目前，該研究所獲得的TOPCon底電池相關(guān)技術(shù)指標(biāo)處于行業(yè)內(nèi)先進水平。

進一步，該團隊將TOPCon底電池與鈣鈦礦頂電池集成，制備出n-i-p型正式鈣鈦礦/硅兩端疊層太陽電池，獲得超過1.9 V的開路電壓和28.20%的效率（認證效率為27.3%），這展現(xiàn)出該體系具有開發(fā)高效疊層電池及組件的潛力。

正式鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池器件結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)

近期，相關(guān)研究成果以Highly passivated TOPCon bottom cells for perovskite/silicon tandem solar cells為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、浙江省重點研發(fā)計劃和寧波市重點研發(fā)計劃等的支持。

論文鏈接：http://doi.org/10.1038/s41467-024-52309-2