破紀(jì)錄！隆基再破世界紀(jì)錄，34.58%效率背后的秘密武器

中國光伏巨頭隆基綠能又一次站到了全球光伏技術(shù)之巔！就在本周，其聯(lián)合蘇州大學(xué)在頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上發(fā)表重磅研究成果，宣布成功研發(fā)出功率轉(zhuǎn)換效率高達34.58%的串聯(lián)鈣鈦礦-硅太陽能電池。這距離其去年9月公布的34.6%效率紀(jì)錄僅咫尺之遙，而隆基目前保持的該類型電池世界紀(jì)錄更是達到了驚人的34.85%，持續(xù)領(lǐng)跑全球光伏技術(shù)競賽。

此次效率突破的核心秘密，在于一種名為 “HTL201” 的新型不對稱自組裝單層（SAM）材料。在鈣鈦礦電池中，空穴傳輸層（HTL） 如同電荷傳輸?shù)摹案咚俟贰?，其性能至關(guān)重要。目前主流基于咔唑的SAM材料雖具有低吸收、快提取等優(yōu)勢，但在分子層厚度、排列密度和方向的控制上始終是業(yè)界難題，直接影響著電池的最終轉(zhuǎn)換效率。

隆基研發(fā)團隊獨辟蹊徑，打破了傳統(tǒng)對稱分子設(shè)計的桎梏。他們創(chuàng)新性地開發(fā)了一種不對稱分子結(jié)構(gòu)的咔唑基SAM（HTL201）。該分子的巧妙之處在于，在咔唑核心的苯環(huán)兩側(cè)，一側(cè)連接著間隔基團，另一側(cè)則是關(guān)鍵的膦酸錨定基團。這種獨特設(shè)計帶來了多重顯著優(yōu)勢：

完美貼合，均勻覆蓋： HTL201能更好地適應(yīng)異質(zhì)結(jié)硅電池底部的紋理化硅襯底表面，實現(xiàn)更均勻、致密的覆蓋，大大減少了界面缺陷，提升了鈍化效果。

精準(zhǔn)“握手”，減少損耗： HTL201與上方的鈣鈦礦薄膜之間形成了強烈的配位相互作用。這種“強握手”效應(yīng)，如同在電荷傳輸?shù)年P(guān)鍵接口處涂抹了高效“潤滑劑”，顯著抑制了埋藏界面處寶貴的載流子因非輻射復(fù)合而造成的能量損失。

能級優(yōu)化，暢通無阻： HTL201優(yōu)化了與鈣鈦礦以及下方透明導(dǎo)電氧化物（TCO） 復(fù)合層之間的能級對齊，確保了空穴能被更高效地提取和傳輸，同時進一步降低了界面復(fù)合損失。

為了將效率推向34.58%的高度，研發(fā)團隊在電池結(jié)構(gòu)設(shè)計上也下足了功夫：

頂部鈣鈦礦電池： 采用了銀（Ag）金屬接觸、超薄氟化鋰（LiF）層、短鏈乙烯二銨二碘化物（EDAI）分子、由富勒烯（C60）和氧化錫（SnO2）構(gòu)成的電子傳輸層（ETL）、氧化銦鋅（IZO）透明背接觸、鈣鈦礦吸收層，以及核心的HTL201 空穴傳輸層。

底部硅電池： 采用了隆基擅長的雙面紋理化異質(zhì)結(jié)（HJT）硅電池作為基礎(chǔ)。盡管論文未詳述其是否采用了隆基近期在《自然》發(fā)表的另一項突破——效率27.3%的異質(zhì)結(jié)背接觸（BC）電池技術(shù)，但異質(zhì)結(jié)本身的高效特性為疊層電池提供了堅實的基礎(chǔ)。

這種精密的“三明治”結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，最大化地利用了太陽光譜。測試結(jié)果顯示，面積為1 cm2 的電池在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，不僅實現(xiàn)了34.58% 的轉(zhuǎn)換效率，其開路電壓（Voc） 更是達到了驚人的2.001 V（接近單晶硅電池理論極限值的兩倍），短路電流密度（Jsc） 為20.64 mA/cm2，填充因子（FF） 高達83.79%。正是HTL201對埋藏界面缺陷的有效鈍化，顯著提升了鈣鈦礦層的準(zhǔn)費米能級分裂，才得以實現(xiàn)這標(biāo)志性的2V高電壓。