在太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，中科院寧波材料所的科研團(tuán)隊(duì)取得了令人矚目的成果。由研究員葉繼春帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出一種能夠雙面發(fā)電的TOPCon太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)26.09%，在投稿時(shí)創(chuàng)下了新的紀(jì)錄。

這一突破性的成果意味著，在相同的陽光照射下，這款電池能夠產(chǎn)生更多的電能，同時(shí)制作成本更低。特別是在反射光較多的環(huán)境，如雪地和沙灘，其發(fā)電性能表現(xiàn)尤為出色。團(tuán)隊(duì)通過一系列創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。他們放棄了傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷方法，轉(zhuǎn)而采用鋼網(wǎng)印刷技術(shù)，這種技術(shù)如同精密的鋼印章，能夠雕刻出更細(xì)、邊緣更陡直的銀色柵線，從而減少陽光遮擋，讓更多光子被硅片吸收，提升電流。

團(tuán)隊(duì)還優(yōu)化了銀漿配方，使其與硅片接觸更緊密，電阻更小，電流流通更順暢。同時(shí)，他們意識(shí)到電池背面的硅材料并不需要完全覆蓋，只需在連接電極的關(guān)鍵區(qū)域保留即可。這一發(fā)現(xiàn)不僅減少了材料使用，還降低了電池背面對(duì)光的寄生吸收，讓更多光能用于發(fā)電。空出的區(qū)域則用更好的鈍化材料覆蓋，保護(hù)效果更佳。

這些改進(jìn)帶來了一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，即實(shí)現(xiàn)了約90%的超高雙面率。這意味著電池背面利用反射光發(fā)電的能力極強(qiáng)。在雪地、白沙地面或特殊設(shè)計(jì)的白色屋頂上，陽光從天空照射下來，會(huì)被地面反射到電池背面，使得這種雙面電池能夠前后夾擊，吸收更多能量，發(fā)電量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電池。

為了驗(yàn)證這些改進(jìn)的效果，團(tuán)隊(duì)動(dòng)用了各種高科技顯微鏡。他們使用掃描電子顯微鏡觀察到鋼膜雕刻出的銀色柵線更加精細(xì)和規(guī)整。通過電學(xué)測(cè)試和模擬計(jì)算，他們描繪出電流在電池中的流動(dòng)路徑。模擬結(jié)果顯示，當(dāng)背面硅材料覆蓋區(qū)域從100%減少到30%時(shí)，雖然電流在橫向傳輸時(shí)會(huì)遇到一點(diǎn)阻力，但減少“偷光”和提升鈍化效果帶來的好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這點(diǎn)損失，總效率不降反升。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了這些改進(jìn)的有效性。在正面標(biāo)準(zhǔn)光照下，冠軍電池實(shí)現(xiàn)了26.09%的轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)從背面照射時(shí)，其性能同樣出色，雙面率達(dá)到90%。計(jì)算結(jié)果顯示，在高反射環(huán)境下，采用這種設(shè)計(jì)的組件比傳統(tǒng)組件能夠產(chǎn)出更多電力。

關(guān)于這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景，它們都是高度面向產(chǎn)業(yè)化的。鋼網(wǎng)印刷技術(shù)已經(jīng)開始在行業(yè)內(nèi)逐步滲透和推廣，而局部多晶硅設(shè)計(jì)也處于產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中。預(yù)計(jì)在未來一年內(nèi)，它們有望迅速普及，成為行業(yè)主流升級(jí)技術(shù)。這次升級(jí)將帶來太陽能電池效率的提升、生產(chǎn)成本的降低以及雙面發(fā)電能力的增強(qiáng)，最終使光伏電站在終端應(yīng)用時(shí)實(shí)現(xiàn)更低的度電成本。

對(duì)于TOPCon太陽能電池技術(shù)的持續(xù)探索仍在繼續(xù)。作為當(dāng)前晶硅電池的絕對(duì)主流技術(shù)，TOPCon預(yù)計(jì)未來五年仍將占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。團(tuán)隊(duì)未來計(jì)劃將聚焦于幾個(gè)方向：一是繼續(xù)優(yōu)化TOPCon技術(shù)本身，提升效率；二是將TOPCon技術(shù)拓展至背接觸電池結(jié)構(gòu)；三是探索TOPCon與鈣鈦礦等材料結(jié)合的疊層電池技術(shù)，以期實(shí)現(xiàn)更高的太陽能轉(zhuǎn)換效率。