技术突破！隆基联合中山大学，高电阻率硅片反超常规款！

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（来源：光伏见闻）

尽管高电阻率、轻掺杂硅片的复合中心更少，能提升电池电性能，但迄今为止，光伏行业在商业化太阳能电池生产中，仍未能大规模应用这类硅片。核心问题在于，这类硅片质地更脆，在搬运、切割或组件组装过程中，更容易碎裂受损。与之相比，常规直拉法生长的中低电阻率硅片，机械强度更高、更易加工，而且能更好地承受热应力和机械应力。正因如此，即便其效率潜力略低，目前仍主导着光伏大规模量产市场。

为缩小这一差距，隆基与中山大学的研究人员提出采用边缘钝化技术——既能提升高电阻率硅片的机械抗性，又能维持其高转换效率和高填充因子水平，助力这类硅片实现商业化突破。

该研究的第一作者Hao Lin表示：“仅有潜力远远不够。在我们早期的实验中，高电阻率硅片的表现往往不如常规硅片，我们的研究找到了背后的原因。”他解释道，高电阻率硅片在最大功率点下，会以更高的过剩载流子密度工作，且由于浓度梯度更平缓，载流子收集能力会下降。“这种固有特性使其对边缘复合极为敏感，若没有有效的钝化处理，边缘就会像‘泄流口’一样，抵消其理论上的性能优势。”

“我们证实，只有将高电阻率硅片与原位边缘钝化技术结合，才能控制这种敏感性，释放其真正的性能潜力，”Hao Lin进一步补充，“我们的核心发现是，高电阻率硅片比低电阻率硅片更容易进入高注入区，这种独特的物理特性，赋予了高电阻率硅片更高的固有填充因子潜力。”

研究团队分别采用高电阻率硅片和直拉法生长硅片，制备了182mm×91mm的混合叉指背接触太阳能电池。他们介绍，两种电池的制造流程仅存在一处差异：在化学气相沉积过程中，未在高电阻率硅片的边缘沉积氮化硅。这就导致，在湿法化学清洗过程中，边缘未受保护的氧化硅/多晶硅（SiOx/n-poly-Si）钝化层被去除。整个制造流程包括湿法化学清洗、化学气相沉积、磷扩散、原子层沉积、激光图形化、物理气相沉积、隔离和丝网印刷。其中，高电阻率硅片的电阻率为8-10Ω·cm，低电阻率硅片的电阻率为1.0-1.5Ω·cm。

研究人员通过Sinton FCT-650 I-V测试仪、Sinton WCT-120MX硅片计量系统、透射电子显微镜及仿真软件，对两种电池的性能进行了测试分析。分析结果显示，引入有效的边缘钝化技术后，低电阻率和高电阻率太阳能电池的性能均有明显提升，但两者的提升幅度差异显著。在低电阻率电池中，钝化边缘技术使伪填充因子绝对提升0.48%，转换效率绝对提升0.34%。这一成果表明，即便在中电阻率硅片中，减少边缘复合也能对器件整体性能产生积极影响。

而这种提升效果在高电阻率电池中更为突出：边缘钝化使伪填充因子绝对提升1.04%，转换效率绝对提升0.64%，几乎是低电阻率电池效率提升幅度的两倍。最终，高电阻率电池不仅恢复了其固有的性能潜力，还超越了低电阻率电池，在伪填充因子上实现了0.34%的绝对优势。研究人员表示，这一结果凸显了高电阻率硅片与有效边缘钝化技术之间的强协同作用。