新研究提升 TOPCon 太陽能電池轉換效率至 26.31%

一項新研究提高了隧道氧化物鈍化接觸（TOPCon）的電力轉換效率，這是一種先進的矽太陽能電池。特別是，雙重作用的金屬化策略將工業級的 TOPCon 矽電池推向了 26.31% 的認證電力轉換效率。通常，TOPCon 太陽能電池在金屬化過程中會損失效率，因為高温燒結會損壞鈍化層，並需要厚厚的導電網格來阻擋光線。這項新策略通過不使用鋁的銀漿和激光增強接觸優化（LECO）來解決這一問題，利用精確的激光激活取代熱量。

這一發展來自中國科學院寧波材料技術與工程研究所（NIMTE）和蘇州大學的合作。

新方法解決接觸電阻問題

團隊在新聞聲明中表示：「這一新方法解決了接觸電阻和鈍化保護之間的內在權衡，而不損害可製造性，為下一代高效光伏技術的工業化提供了實際途徑。」TOPCon 太陽能電池板主導了全球市場，因為這些電池可以在現有生產線上以最小的重新調整進行製造。然而，高效率依賴於電氣接觸下的超薄氧化物緩衝層，這層緩衝層防止捕獲的電子重新結合並保護從陽光中吸收的能量。缺陷在於製造過程的完成。

傳統的製造方法在表面印刷銀鋁漿並在高温爐中燒結電池，導致鋁向下刺入，穿過保護性鈍化層，並變形下面的矽發射體。

更糟糕的是，在燒結過程中，流動的漿料會擴散，阻擋珍貴的進光。團隊通過將不含鋁的銀漿與激光增強接觸優化相結合來防止電池損壞。值得注意的是，這種專用的高保留漿料形成超薄的高網格線，具有 55% 的長寬比，消除了鋁刺穿問題，同時減少光遮蔽。與此同時，單頻激光在反向電壓偏壓下精確地在微小位置焊接低電阻銀接觸點，取代了高熱燒結並保護了基礎的晶體結構。得益於這種定製漿料，關鍵的鈍化層得以避免現有高温燒結所造成的嚴重晶格擾動和鋁合金化損害。

整體而言，這項技術取得了成功。該設計實現了創紀錄的短路電流密度，達到 41.98 mA/cm²，通過最大化光吸收和防止電荷洩漏。根據研究人員的説法，這一密度是「迄今為止報告的超大面積 TOPCon 太陽能電池的最高認證 Jsc」。這一發展顯示，最小化光學遮蔽和保護鈍化層直接轉化為最大電流提取。此外，團隊表示，這一過程可以輕鬆整合到現有的組裝線中，因此可以避免更改昂貴的工廠基礎設施。

技術帶來的三重好處

更重要的是，這一技術為太陽能提供了一個罕見的三重好處：更便宜的電力、改善的長期穩定性和最大化的陽光利用率。

工廠、倉庫、物流中心和辦公大樓依賴 TOPCon 面板在有限的屋頂空間內最大化能源產出。通過每平方英尺生產更多的千瓦時，這些面板使商業物業能夠在 25 至 30 年的運行壽命內優化長期發電。該研究結果於 8 月 6 日在期刊《Matter》中發表。

TOPCon技術對商業能源的影響

TOPCon太陽能電池的提升對商業物業具有重要意義，因為這些電池能在有限的屋頂空間內最大化能源產出。隨著轉換效率的提高，這些電池能夠在長期運行中提供更高的電力產量，從而降低運營成本。新技術的成功整合進現有生產線，意味著企業可在不需大幅投資的情況下，提升其可再生能源的利用率，這對於推動可持續發展和減少碳足跡至關重要。