化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
寧波材料所等發展出n-i-p鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池
2024年10月16日 14:39:07
來源：化工儀器網 點擊量：5592
中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員葉繼春、曾俞衡等，聯合浙江大學教授余學功團隊，針對TOPCon底電池在鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池中的應用，提出了一系列創新性的技術改進，顯著提升了底電池的鈍化質量和整體性能。
【化工儀器網 項目成果】近年來，鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池因其具有開發面向效率大于30%光伏組件的潛力，成為光伏領域的研究熱點。隧穿氧化層鈍化接觸(TOPCon)硅太陽能電池技術，憑借其高效率、成本效益和大規模生產等優勢，正逐漸成為這一領域的重要技術路徑。然而，如何研發基于TOPCon底電池的高效鈣鈦礦/晶硅疊層電池技術，仍是光伏產業面臨的重要挑戰。
高質量的雙面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構的鈍化質量不佳，導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。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員葉繼春、曾俞衡等，聯合浙江大學教授余學功團隊，針對TOPCon底電池在鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池中的應用，提出了一系列創新性的技術改進，顯著提升了底電池的鈍化質量和整體性能。
高質量的雙面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構(p型TOPCon結構)的鈍化質量不佳，導致了底電池的開路電壓(Voc)顯著下降，嚴重制約了基于TOPCon底電池的疊層電池效率提升。為了解決這一問題，研究團隊通過改善絨面氧化硅的完整性、優化硼擴散曲線、提升氧化鋁注氫質量等策略，顯著提升了p型TOPCon的鈍化質量。
具體而言，常規的雙面對稱壽命片的單面飽和電流密度(J0,s)和隱含開路電壓(iVoc)分別是34.2 fA/cm²和689 mV；而優化后的p型TOPCon，壽命片的J0,s和iVoc分別降至12.9 fA/cm²和提升至715 mV；雙絨面TOPCon底電池的開路電壓也從690 mV大幅提升至710 mV。這一技術突破為制備高效疊層電池提供了堅實的基礎。
進一步的研究中，團隊將優化后的TOPCon底電池與鈣鈦礦頂電池集成，成功制備出n-i-p型正式鈣鈦礦/硅兩端疊層太陽電池。該疊層電池在1 cm²的面積上，獲得了超過1.9 V的開路電壓和28.20%的效率(認證效率為27.3%)。這一結果不僅展示了TOPCon底電池在鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池中的巨大潛力，也為未來高效疊層電池及組件的商業化應用鋪平了道路。
該研究的創新點和重要性在于，通過系統性地優化TOPCon底電池的鈍化質量，顯著提升了疊層電池的整體性能。這一技術突破不僅解決了當前鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池研發中的關鍵問題，也為光伏產業的持續發展和技術創新提供了有力支持。
相關研究成果以Highly passivated TOPCon bottom cells for perovskite/silicon tandem solar cells為題，于近日發表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
參考來源： 寧波材料技術與工程研究所
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員胡林華團隊在水系鋅離子電池凝膠電解質研究方面取得新進展。研究人員采用了親鋅增...2025-06-25 10:50:56
-
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究人員研發出厚度僅為3微米的高穩定性超薄聚合物膜材料，將全釩液流電池的工作電流密度提升至300...2025-06-23 11:42:52
-
大連化學物理研究所太陽能研究部(DNL16)李燦院士團隊提出了光電-熱電雙效應耦合的思路，并發現了光伏效應與熱電效應的耦合機制，實...2025-06-19 13:45:14
-
，昆明理工大學材料科學與工程學院陳江照教授和何冬梅教授團隊在高性能鈣鈦礦太陽能電池領域取得重要進展，成功在鈣鈦礦太陽能電池穩定性上...2025-06-17 17:23:32
-
根據鋰電池行業規范公告企業信息和行業協會測算，1－4月全國鋰電池總產量超過473GWh，同比增長68%。2025-06-16 11:14:52
-
近日，中國科學院深圳先進技術研究院定量合成生物學全國重點實驗室研究員鐘超團隊聯合中國科學院深圳先進技術研究院集成所神經工程中心研究...2025-06-11 11:37:46
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
