蘇州大學(xué)攜手浙江晶科能源有限公司及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)，共同研發(fā)出一款創(chuàng)新型雙面太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，為突破TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）太陽(yáng)能電池的效率瓶頸帶來(lái)新希望，同時(shí)為疊層太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了新路徑。該設(shè)計(jì)巧妙融合TOPCon結(jié)構(gòu)與鈣鈦礦材料，構(gòu)建出混合架構(gòu)，有效降低了能量損耗，提升了電池性能。

高錕博士與楊新波教授介紹，研究源于當(dāng)前TOPCon太陽(yáng)能電池存在的根本性局限。在工業(yè)化TOPCon器件中，正面采用硼擴(kuò)散的p+發(fā)射極，這會(huì)導(dǎo)致顯著的復(fù)合損耗，限制了效率的進(jìn)一步提升。因此，團(tuán)隊(duì)考慮用局域化的TOPCon接觸替代該發(fā)射極。

TOPCon太陽(yáng)能電池雖以高效率聞名，但存在技術(shù)權(quán)衡難題。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需要較厚的多晶硅層來(lái)保障制造過(guò)程中的電接觸性能，然而這加劇了光吸收損耗，降低了整體表現(xiàn)。高錕指出，全區(qū)域p型TOPCon層需要較厚的摻雜多晶硅膜，以確保工業(yè)化燒結(jié)工藝中的良好電接觸，這導(dǎo)致正面出現(xiàn)嚴(yán)重的寄生光吸收，使TOPCon技術(shù)在降低復(fù)合損耗與最小化光學(xué)損耗之間形成根本性矛盾。

為突破這一瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)正反兩面鈍化接觸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在正面，摒棄全區(qū)域結(jié)構(gòu)，引入僅在金屬柵線(xiàn)下方存在的圖形化n型TOPCon接觸，這種“指狀”結(jié)構(gòu)在保持優(yōu)異電學(xué)性能的同時(shí)，有效降低了光學(xué)吸收。團(tuán)隊(duì)還通過(guò)平滑硅表面，并采用梯度熱場(chǎng)沉積工藝優(yōu)化晶體生長(zhǎng)與摻雜效率，進(jìn)一步提升了TOPCon接觸層的質(zhì)量。

該研究的一大顯著成果是新型TOPCon結(jié)構(gòu)與鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池具有良好的兼容性。疊層電池通過(guò)堆疊不同帶隙的多層材料，能夠更寬光譜地捕獲陽(yáng)光，從而實(shí)現(xiàn)更高效率。測(cè)試結(jié)果顯示，工業(yè)尺寸的TOPCon原型器件取得了26.34%的認(rèn)證效率；當(dāng)其集成于鈣鈦礦/TOPCon疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，效率得到顯著提升。高錕表示，同一TOPCon平臺(tái)作為底電池應(yīng)用于單片鈣鈦礦/TOPCon疊層電池后，實(shí)現(xiàn)了32.73%的認(rèn)證效率，這充分證明了該設(shè)計(jì)與下一代疊層技術(shù)的高度兼容性。

目前，研究團(tuán)隊(duì)正致力于進(jìn)一步優(yōu)化圖形化正面接觸結(jié)構(gòu)，提升背面接觸性能。未來(lái)，研究還將聚焦于提高疊層器件的穩(wěn)定性，并降低硅底電池的光學(xué)損耗，以開(kāi)發(fā)出基于TOPCon的器件結(jié)構(gòu)，在工業(yè)化規(guī)模下同時(shí)實(shí)現(xiàn)超高效能與長(zhǎng)期可靠性。