寧波材料所等發(fā)展出n-i-p鈣鈦礦/晶硅疊層太陽(yáng)電池

鈣鈦礦/晶硅疊層太陽(yáng)電池具有開(kāi)發(fā)面向效率大于30%光伏組件的潛力，是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。當前，隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）硅太陽(yáng)能電池采用晶體硅電池技術(shù)。這一技術(shù)兼具高效率、成本效益和大規模生產(chǎn)等優(yōu)勢。目前，如何研發(fā)基于TOPCon底電池的高效鈣鈦礦/晶硅疊層電池技術(shù)是光伏產(chǎn)業(yè)的重要問(wèn)題。

　　高質(zhì)量的雙面TOPCon底電池需要在n型TOPCon電子收集端和p型TOPCon空穴收集端同時(shí)實(shí)現良好的表面鈍化。然而，在絨面上，基于摻硼多晶硅的鈍化接觸結構的鈍化質(zhì)量不佳，導致底電池開(kāi)路電壓下降，制約了基于TOPCon底電池的疊層電池效率提升。

　　中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春、曾俞衡等，聯(lián)合浙江大學(xué)教授余學(xué)功團隊，探討了絨面上p型TOPCon鈍化質(zhì)量的提升及其在高效疊層電池中的應用等問(wèn)題。

　　該研究通過(guò)改善絨面氧化硅的完整性、優(yōu)化硼擴散曲線(xiàn)、提升氧化鋁注氫質(zhì)量等策略，提高了p型TOPCon的鈍化質(zhì)量。常規的雙面對稱(chēng)壽命片的單面飽和電流密度與隱含開(kāi)路電壓分別是34.2 fA/cm2和689 mV；而優(yōu)化后的p型TOPCon，壽命片的單面飽和電流密度與隱含開(kāi)路電壓分別為12.9 fA/cm2和715 mV。同時(shí)，雙絨面TOPCon底電池的開(kāi)路電壓從690 mV提升至710 mV。目前，該研究所獲得的TOPCon底電池相關(guān)技術(shù)指標處于行業(yè)內先進(jìn)水平。

　　進(jìn)一步，該團隊將TOPCon底電池與鈣鈦礦頂電池集成，制備出n-i-p型正式鈣鈦礦/硅兩端疊層太陽(yáng)電池，獲得超過(guò)1.9 V的開(kāi)路電壓和28.20%的效率（認證效率為27.3%），這展現出該體系具有開(kāi)發(fā)高效疊層電池及組件的潛力。

　　近期，相關(guān)研究成果以Highly passivated TOPCon bottom cells for perovskite/silicon tandem solar cells為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計劃和寧波市重點(diǎn)研發(fā)計劃等的支持。