化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
宁波材料所等发展出n-i-p钙钛矿/晶硅叠层太阳电池
2024年10月16日 14:39:07
来源：化工仪器网 点击量：5506
中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员叶继春、曾俞衡等，联合浙江大学教授余学功团队，针对TOPCon底电池在钙钛矿/晶硅叠层太阳电池中的应用，提出了一系列创新性的技术改进，显著提升了底电池的钝化质量和整体性能。
【化工仪器网 项目成果】近年来，钙钛矿/晶硅叠层太阳电池因其具有开发面向效率大于30%光伏组件的潜力，成为光伏领域的研究热点。隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)硅太阳能电池技术，凭借其高效率、成本效益和大规模生产等优势，正逐渐成为这一领域的重要技术路径。然而，如何研发基于TOPCon底电池的高效钙钛矿/晶硅叠层电池技术，仍是光伏产业面临的重要挑战。
高质量的双面TOPCon底电池需要在n型TOPCon电子收集端和p型TOPCon空穴收集端同时实现良好的表面钝化。然而，在绒面上，基于掺硼多晶硅的钝化接触结构的钝化质量不佳，导致底电池开路电压下降，制约了基于TOPCon底电池的叠层电池效率提升。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员叶继春、曾俞衡等，联合浙江大学教授余学功团队，针对TOPCon底电池在钙钛矿/晶硅叠层太阳电池中的应用，提出了一系列创新性的技术改进，显著提升了底电池的钝化质量和整体性能。
高质量的双面TOPCon底电池需要在n型TOPCon电子收集端和p型TOPCon空穴收集端同时实现良好的表面钝化。然而，在绒面上，基于掺硼多晶硅的钝化接触结构(p型TOPCon结构)的钝化质量不佳，导致了底电池的开路电压(Voc)显著下降，严重制约了基于TOPCon底电池的叠层电池效率提升。为了解决这一问题，研究团队通过改善绒面氧化硅的完整性、优化硼扩散曲线、提升氧化铝注氢质量等策略，显著提升了p型TOPCon的钝化质量。
具体而言，常规的双面对称寿命片的单面饱和电流密度(J0,s)和隐含开路电压(iVoc)分别是34.2 fA/cm²和689 mV；而优化后的p型TOPCon，寿命片的J0,s和iVoc分别降至12.9 fA/cm²和提升至715 mV；双绒面TOPCon底电池的开路电压也从690 mV大幅提升至710 mV。这一技术突破为制备高效叠层电池提供了坚实的基础。
进一步的研究中，团队将优化后的TOPCon底电池与钙钛矿顶电池集成，成功制备出n-i-p型正式钙钛矿/硅两端叠层太阳电池。该叠层电池在1 cm²的面积上，获得了超过1.9 V的开路电压和28.20%的效率(认证效率为27.3%)。这一结果不仅展示了TOPCon底电池在钙钛矿/晶硅叠层太阳电池中的巨大潜力，也为未来高效叠层电池及组件的商业化应用铺平了道路。
该研究的创新点和重要性在于，通过系统性地优化TOPCon底电池的钝化质量，显著提升了叠层电池的整体性能。这一技术突破不仅解决了当前钙钛矿/晶硅叠层太阳电池研发中的关键问题，也为光伏产业的持续发展和技术创新提供了有力支持。
相关研究成果以Highly passivated TOPCon bottom cells for perovskite/silicon tandem solar cells为题，于近日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。
参考来源： 宁波材料技术与工程研究所
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
生态环境部根据省级生态环境部门报送的试点单位情况，经审核，生态环境部建立了优化废铅蓄电池跨省转移管理试点单位清单（第二批），现予印...2025-04-21 14:47:40
-
水性电池是以水溶液为电解质的电池技术，与传统的有机电解质电池相比，在安全性、成本及环境友好性上有突出表现，因此成为了近年来研究的热...2025-04-17 17:23:28
-
原材料资源储量丰富、成本低廉、供应稳定且环保的优势，以及技术不断成熟帮助下，钠电池的商业化发展较为顺利，也顺势成为了未来重要的储能...2025-04-15 17:12:30
-
瑞典林雪平大学研究人员利用一种创新的流体形态电极，研发出能被塑造成任何形状的电池，这种电池柔软且可延展，并且采用的是液态电极，因此...2025-04-15 13:04:01
-
中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研人员等在高温镁金属电池聚合物电解质研究方面取得进展。2025-04-14 14:12:57
-
4月8日，福建农林大学材料工程学院绿色光电器件与储能电池团队青年教师林智超与西安交通大学、河南大学、澳门大学等单位合作，在《自然》...2025-04-11 11:04:46
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
