科学家设计新型双面太阳能电池，效率突破32%

TOPCon结构优化减少能量损耗。

由苏州大学、浙江晶科能源有限公司及相关研究机构组成的团队开发出一种新型双面太阳能电池结构，有望突破当前隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳能电池长期存在的效率瓶颈，同时为更高效的叠层太阳能技术铺平道路。该设计将TOPCon结构与钙钛矿材料相结合，构建出混合架构，可有效降低能量损耗并提升性能。

“我们的研究源于当前TOPCon太阳能电池的根本性局限，”高锟博士与杨新波教授解释道，“在工业化TOPCon器件中，正面仍采用硼扩散的p+发射极，这会导致显著的复合损耗，限制了效率的进一步提升。一种自然的改进策略是用局域化的TOPCon接触替代该发射极。”

结构重塑

TOPCon太阳能电池虽以高效率著称，但存在重大技术权衡。传统设计需要较厚的多晶硅层来保障制造过程中的电接触性能，但这会加剧光吸收损耗，降低整体表现。“全区域p型TOPCon层需要较厚的掺杂多晶硅膜，以确保工业化烧结工艺中的良好电接触，这导致了正面严重的寄生光吸收，”高锟指出，“这使得TOPCon技术在降低复合损耗与最小化光学损耗之间形成根本性矛盾。”

为突破这一瓶颈，研究团队对正反两面钝化接触结构进行了重新设计。他们在正面摒弃全区域结构，创新性地引入仅在金属栅线下方存在的图形化n型TOPCon接触。这种“指状”结构在维持优异电学性能的同时，有效降低了光学吸收。团队还通过平滑硅表面并采用梯度热场沉积工艺优化晶体生长与掺杂效率，进一步提升了TOPCon接触层的质量。

叠层电池实现更高效率

该研究最显著的成果之一，在于新型TOPCon结构与钙钛矿叠层太阳能电池的兼容性。叠层电池通过堆叠不同带隙的多层材料，能更宽光谱地捕获阳光，从而实现更高效率。测试中，工业尺寸的TOPCon原型器件取得了26.34%的认证效率；当其集成于钙钛矿/TOPCon叠层结构时，效率获得显著提升。

“重要的是，同一TOPCon平台作为底电池应用于单片钙钛矿/TOPCon叠层电池后，实现了32.73%的认证效率，”高锟表示，“这充分证明了我们的设计与下一代叠层技术的高度兼容性。”

聚焦工业化可靠性

研究团队正致力于进一步优化图形化正面接触结构并提升背面接触性能。未来的研究还将聚焦于提高叠层器件的稳定性，并降低硅底电池的光学损耗。

“我们的最终目标是开发出基于TOPCon的器件结构，在工业化规模下同时实现超高效能与长期可靠性，”研究人员表示。该研究为兼具高效率与工业化兼容性的下一代太阳能电池提供了可行路径，有望在光伏技术持续进步与可再生能源规模化部署中发挥重要作用。

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