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效率突破26.31%！TOPCon太阳能电池高效金属化研究获进展
2026年08月20日 15:48:58
来源：化工仪器网 作者：羊舌木 点击量：8202
近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所提出了高触变性无铝银浆与定制化激光增强接触优化（LECO）工艺相结合的全新金属化策略。
近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所在隧穿氧化物钝化接触(TOPCon)太阳能电池核心金属化技术领域取得关键进展，提出高触变性无铝银浆与定制化激光增强接触优化(LECO)工艺相结合的全新金属化策略，相关研究成果在线发表于国际学术期刊《物质》(Matter)。
作为当前晶硅光伏市场的主流技术路线，TOPCon电池凭借优异的钝化接触特性与低度电成本优势，已成为支撑全球光伏产业向太瓦级规模迈进的核心技术方向。然而，早期TOPCon电池的金属化过程高度依赖银铝浆的高温烧结以穿透器件钝化层实现导电接触，这种剧烈的界面反应极易引发钝化失效，同时高温环境下金属栅线的坍缩与展宽会进一步加剧光学遮挡问题，成为制约电池转换效率进一步提升的核心瓶颈。
针对这一行业共性难题，中科院宁波材料技术与工程研究所的研究团队从浆料中聚合物触变网络的可逆破坏与重建机制出发，通过优化聚合物网络的分子构型与分子间氢键网络，赋予浆料印刷后的极致保型能力，最终实现了55%的高栅线高宽比，降低了光学遮挡损失。在此基础上，团队引入定制化的激光烧结工艺，在金属与硅基底界面处构建了低穿透、低电阻的Pb-Ag/Si合金接触结构，该结构既能够保障高效电荷提取，又有效规避了传统金属化工艺中铝诱导的硅晶格破坏与金属复合损失。
在技术实现层面，团队采用高触变性无铝银浆完成丝网印刷，并引入定制化LECO工艺，在向电池施加反向偏压的同时，利用单频激光对正面栅线进行连续扫描。该过程通过载流子注入引发的局部焦耳热，在硅片表面金字塔肩部形成半球形Pb-Ag/Si合金接触，将金半接触反应严格限制在离散的微小位点内，大幅减少了金属诱导复合损伤。整套工艺制程友好，可完全兼容现有工业产线，无需对现有生产设备进行大规模改造，具备极强的产业化落地潜力。团队在大面积TOPCon太阳能电池上实现了26.31%的第三方认证转换效率，其短路电流密度达41.98 mA cm-2，创造了迄今为止文献报道的大面积TOPCon太阳能电池Jsc最高认证纪录。
事实上，这一突破并非偶然。2025年12月，中科院宁波材料技术与工程研究所高效太阳能电池与宽禁带半导体团队就在叶继春研究员的带领下，基于前期在TOPCon电池领域的深厚积累，与捷泰新能源科技有限公司合作推出了一项可量产的协同创新方案。该方案通过结合正面高精度钢版印刷技术与背面局部多晶硅接触结构，在工业级M10硅片上取得显著突破，实现了认证转换效率高达26.09%的TOPCon电池，同时有效降低了银浆消耗并显著提升了双面率，标志着TOPCon技术发展迈入全新阶段。
在该方案的正面金属化工艺中，团队采用高精度钢版印刷技术替代传统丝网印刷，制备出高宽比达58.9%的超窄电极栅线，使得单位功率银耗降低0.12 mg/W。同时通过银浆配方的创新，在银电极与硅界面形成了致密的纳米银颗粒网络，将接触电阻率大幅降低至2.4 mΩ·cm2，显著提升了载流子传输性能。
此外，团队开发的创新背面局部多晶硅接触结构，替代了传统的全区域覆盖设计，将寄生吸收损失降至最低，实现了约90%的高双面率，让电池在实际户外工况下的发电量增益得到大幅提升。这套协同策略成功打破了长期困扰行业的“效率-成本-双面性能”之间的制约关系，为TOPCon电池的高性能、低成本制造提供了可行且具备推广价值的解决方案。
此次发表于《物质》的最新研究成果，正是团队在前期产业化探索基础上完成的核心技术跃升。据介绍，该研究工作得到了国家自然科学基金和中国科学院国际合作项目等的支持，整套技术体系兼顾实验室顶尖性能与工业量产可行性，将为后续TOPCon电池的大规模商业化推广注入核心动力，有力支撑全球光伏产业低成本、高效率的规模化部署。
资料参考来源： 宁波材料技术与工程研究所
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