隧穿氧化硅鈍化接觸（TOPCon）太陽(yáng)能電池具有高效率和良好的規(guī)?；圃旒嫒菪裕I(yè)級(jí)TOPCon電池距離其理論效率極限存在差距，制約了TOPCon技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化升級(jí)。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所團(tuán)隊(duì)等，提出了雙面電學(xué)協(xié)同優(yōu)化的新策略，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)級(jí)TOPCon太陽(yáng)能電池性能的突破。團(tuán)隊(duì)在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)M10尺寸（313.3?cm2）硅片上，制備出經(jīng)認(rèn)證轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.66%的TOPCon太陽(yáng)能電池，創(chuàng)下了744.6?mV的工業(yè)級(jí)TOPCon開(kāi)路電壓新高，填充因子達(dá)85.57%，雙面率提升至88.3%，其Voc×FF/理論極限值達(dá)93.8%。

　　在器件正面結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了430?Ω/sq的高方阻硼發(fā)射極，實(shí)現(xiàn)了低摻雜、淺結(jié)設(shè)計(jì)，提升了界面鈍化質(zhì)量，將少子壽命從0.70?ms提升至1.12?ms，飽和電流密度從～9 fA/cm2降至～5 fA/cm2，降低了載流子復(fù)合損失；通過(guò)精細(xì)化柵線設(shè)計(jì)，將柵線間距從常規(guī)的1120?μm縮窄至825?μm、寬度從20?μm縮減至10?μm，減少了載流子橫向傳輸阻抗、提高了電流收集效率、降低了遮光損失與銀漿耗量，實(shí)現(xiàn)了電壓與電流的雙重提升，為高效率輸出提供了支撐。

　　在器件背面結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了雙層隧穿氧化層/多晶硅復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)層～40?nm輕摻雜多晶硅負(fù)責(zé)界面鈍化與銀擴(kuò)散阻擋，外層～60?nm重?fù)诫s多晶硅作為導(dǎo)電層，能夠阻斷銀原子從電極向硅基體的擴(kuò)散，避免銀顆粒形成的載流子復(fù)合中心，從而改善界面鈍化性能；通過(guò)激光改性+濕法刻蝕工藝，對(duì)背面無(wú)電極覆蓋區(qū)域的多晶硅層進(jìn)行局部減薄，使電池背面約70%的區(qū)域僅保留內(nèi)層多晶硅，降低了寄生吸收損失，提升了電池雙面發(fā)電能力。

　　該研究通過(guò)前后兩面協(xié)同的電學(xué)精細(xì)化優(yōu)化，將“更強(qiáng)鈍化”與“更低輸運(yùn)/金屬化損失”在工業(yè)級(jí)TOPCon電池統(tǒng)一起來(lái)，為高效工業(yè)TOPCon技術(shù)的發(fā)展提供了一條兼具機(jī)理清晰與可制造性的工程化路線。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-能源》（Nature Energy）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。

TOPCon電池的發(fā)展與效率認(rèn)證結(jié)果