Joule：34%效率+更低成本！TOPCon底电池正在重塑钙钛矿/硅叠层产业格局

提高太阳能电池效率和降低平准化度电成本的迫切需求正在加速钙钛矿/硅叠层太阳能电池的研究与开发。硅异质结底电池因其高开路电压和集成灵活性，传统上主导着钙钛矿/硅叠层的研究。然而，近年来传统隧穿氧化层钝化接触太阳能电池取得了显著进展，包括正面钝化优化、掺杂多晶硅接触改进以及激光辅助烧结技术，显著缩小了与硅异质结的开路电压差距，这一趋势也反映在越来越多的TOPCon基叠层研究中。

本文澳大利亚国立大学Rabin Basnet、Heping Shen和Daniel Macdonald等人综述了用于钙钛矿/硅叠层集成的TOPCon底电池的现状，从效率潜力、可制造性、成本和可扩展性等方面将其与硅异质结基叠层进行对标分析。尽管TOPCon基叠层的认证效率仍落后于硅异质结基叠层，但初步模拟预测TOPCon基叠层可实现与硅异质结基叠层相当的功率转换效率。技术经济分析表明，TOPCon较低的生产成本可能为其大规模、可持续的叠层生产提供关键优势。此外，我们探讨了工艺适配的最新进展，包括织构表面优化、原子氢化、无透明导电氧化物互连层开发以及双面多晶硅TOPCon结构，这些进展共同增强了TOPCon基叠层架构的产业化可行性。

最后，我们指出了关键挑战，如寄生吸收、织构表面的钝化损失、溅射损伤以及TOPCon底电池的脱氢问题。

研究亮点：

1. 填补技术路线空白：首次系统性地对TOPCon底电池在钙钛矿/硅叠层中的应用进行全面综述，从效率演进、钝化机制、产业化现状等维度，将其与长期主导研究的SHJ底电池进行深度对标分析，为叠层电池的产业化路径选择提供了重要参考。

2. 揭示性能追赶态势：通过梳理近年数据，明确指出TOPCon单结电池的开路电压已从2019年的低于710 mV提升至超过744 mV，与SHJ的差距缩小至10 mV以内；同时，基于TOPCon的叠层电池效率已突破34%，展现出强劲的追赶势头。

3. 突出成本与可持续性优势：技术经济分析表明，TOPCon底电池的制造成本（资本支出约$2-3千万/GW）显著低于SHJ（约$5-6千万/GW），且无需依赖铟等稀缺金属，在银浆消耗上也更具优势，从全生命周期角度展现出更优的平准化度电成本潜力。

TOPCon-based bottom cells for perovskite/silicon tandem solar cells

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https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102396

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