FF達(dá)87.55%，效率近 28%，中大&隆基綠能&蘭大強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合逼近硅電池極限！

主要內(nèi)容

中山大學(xué)高平奇教授團(tuán)隊(duì)攜手隆基綠能科技股份有限公司的李振國、徐希翔、fangliang、xuechaowei團(tuán)隊(duì)，以及蘭州大學(xué)賀德衍教授團(tuán)隊(duì)等，聚焦硅太陽能電池這一可持續(xù)能源領(lǐng)域的關(guān)鍵器件。當(dāng)前，硅太陽能電池雖應(yīng)用廣泛，但效率損失問題較為突出，尤其是填充因子損失嚴(yán)重制約了其性能提升。為此，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種混合叉指背接觸太陽能電池，創(chuàng)新性地將**全表面鈍化技術(shù)與激光處理隧道接觸技術(shù)相結(jié)合。

這一技術(shù)方案成效斐然，實(shí)現(xiàn)了 27.81% 的光電轉(zhuǎn)換效率，接近理論極限的 95%。通過巧妙整合高低溫工藝，團(tuán)隊(duì)成功抑制了載流子復(fù)合現(xiàn)象，優(yōu)化了接觸性能，使得填充因子達(dá)到 87.55%，近乎理論極限的 98%。

在研究過程中，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了理想因子與載流子損失機(jī)制的關(guān)聯(lián)模型，深入闡明了體相和表面的載流子復(fù)合過程，精準(zhǔn)明確了由復(fù)合引發(fā)的填充因子核心損失來源。這些創(chuàng)新成果為可規(guī)?；?、高效率硅光伏技術(shù)的蓬勃發(fā)展，提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)與理論雙重支撐。綜上，研究證實(shí)：在面積為 133.63 平方厘米的混合叉指背接觸（HIBC）結(jié)構(gòu)硅太陽能電池中，能夠?qū)崿F(xiàn) 27.81% 的認(rèn)證效率以及 87.55% 的填充因子（FF）。

這一優(yōu)異性能得益于多種**技術(shù)的有機(jī)整合，包括激光誘導(dǎo)結(jié)晶、原位邊緣鈍化以及優(yōu)化表面處理等。這些技術(shù)協(xié)同作用，將**功率點(diǎn)（MPP）處的理想因子降至 1 以下，顯著提升了填充因子。

研究還進(jìn)一步明確了支撐高效硅太陽能電池的五大核心器件特性：

（1）采用低摻雜、高壽命的硅片體相，使**功率點(diǎn)處的俄歇理想因子（mAuger）達(dá)到 2/3；

（2）確保所有表面均具備淺表層且富含多子的亞表面層，讓**功率點(diǎn)處的肖克利 - 里德 - 霍爾理想因子（mSRH）為 1；

（3）配備帶有鈍化層與減反射涂層的紋理化前表面；

（4）實(shí)現(xiàn)有效的邊緣鈍化；

（5）設(shè)置鈍化隧道接觸（圖 4e）。這些特性共同構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)高填充因子與優(yōu)異電池整體效率的關(guān)鍵基石。

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文獻(xiàn)信息

Silicon solar cells with hybrid back contacts

Genshun Wang, Mingzhe Yu, Hua Wu, Yunpeng Li, Lei Xie, Junzhe Wei, Xiaoyu Deng, Shenghou Zhou, Tuan Yuan, Fei Luo, Yunlai Yuan, Zhipeng Huang, Xiyan Tang, Qing Tang, Shi Yin, Haoran Qiu, Yong Liu, Miao Yang, Chang Sun, Lu Wu, Hao Lin, Hanbo Tang, Qiming Liu, Hao Liu, Jiansheng Chen, Xiaoning Ru, Feng Ye, Minghao Qu, Jianbo Wang, Junxiong Lu, Bo He, Lan Chen, Chaowei Xue, Pingqi Gao, Deyan He, Liang Fang, Xixiang Xu & Zhenguo Li

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09681-w

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