天合光能Nat Commun：效率達(dá)27%的硅異質(zhì)結(jié)電池，組件轉(zhuǎn)換率高達(dá)98.6%，推動(dòng)向29.4%理論極限邁進(jìn)

基于雙面納米晶接觸層的硅異質(zhì)結(jié)技術(shù)目前為商業(yè)化太陽能電池提供了最佳鈍化效果。

通過天合光能謝志剛、陳奕峰和高紀(jì)凡等人背面拋光與漸進(jìn)式射頻/甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積薄膜摻雜層工藝進(jìn)一步優(yōu)化該結(jié)構(gòu)，在保持優(yōu)異鈍化質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率量產(chǎn)。經(jīng)此優(yōu)化，我們?cè)诖竺娣e矩形硅片（210 mm半片）上實(shí)現(xiàn)了認(rèn)證電池效率超過27.0%、填充因子達(dá)87.06%的成果。采用多主柵圓形焊帶（智能線纜）設(shè)計(jì)，我們?cè)?.63 m2掩膜面積下展示了認(rèn)證組件效率達(dá)25.44%、組件填充因子首次超過86%的成果，與當(dāng)前通常由背接觸電池結(jié)構(gòu)保持的世界紀(jì)錄組件效率相當(dāng)。值得注意的是，高達(dá)0.652–0.655 V的Voc*FF值得到了98.6%的優(yōu)異電池-組件轉(zhuǎn)換率的支撐。

對(duì)于硅單結(jié)太陽能電池而言，本工作展示了向俄歇復(fù)合主導(dǎo)機(jī)制邁出的重要進(jìn)展，這一因素對(duì)于逼近29.4%效率極限而言，比降低正面光學(xué)遮光更為關(guān)鍵。

文章亮點(diǎn)：

1. 創(chuàng)紀(jì)錄的電池與組件效率：在大面積210mm半片硅片上實(shí)現(xiàn)27.0%的認(rèn)證電池效率與25.44%的認(rèn)證組件效率，組件填充因子首次突破86%，電池-組件功率轉(zhuǎn)換比高達(dá)98.6%。

2. 工藝創(chuàng)新推動(dòng)性能極限：采用背面拋光與漸進(jìn)式RF/VHF PECVD納米晶硅沉積技術(shù)，顯著提升表面鈍化質(zhì)量與載流子傳輸效率，有效抑制界面復(fù)合，實(shí)現(xiàn)高達(dá)0.652–0.655 V的Voc*FF值。

3. 向理論效率極限邁進(jìn)：通過優(yōu)化鈍化與接觸結(jié)構(gòu)，使器件進(jìn)入俄歇復(fù)合主導(dǎo)的工作區(qū)間，為逼近硅單結(jié)太陽能電池29.4%的理論效率極限提供了可行的技術(shù)路徑與量產(chǎn)方案。

Xie, Z., Lu, H., Yang, G. et al. 27%-efficiency silicon heterojunction cell with 98.6% cell-to-module ratio driving new momentum towards the 29.4% limit. Nat Commun 16, 9421 (2025).