近日，隆基綠能科技股份有限公司（以下簡稱“隆基綠能”）作為第一單位在《Nature》期刊在線發(fā)表了題為“Perovskite-silicon tandem solar cells with bilayer interface passivation”的研究論文，公開報(bào)道了通過研制晶硅-鈣鈦礦雙結(jié)疊層電池突破單結(jié)太陽電池效率極限的研究成果。

雙結(jié)疊層太陽電池在光電轉(zhuǎn)換效率方面被認(rèn)為可以超越單結(jié)電池的理論效率極限。數(shù)十年以來，各國研究機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)一直致力于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。2023年11月，中國太陽能科技公司隆基綠能宣布其研制的晶硅-鈣鈦礦疊層電池器件經(jīng)美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）認(rèn)證效率達(dá)到33.9%，刷新該項(xiàng)電池效率的世界紀(jì)錄，突破了單結(jié)半導(dǎo)體光伏材料的S-Q理論效率極限。

該研究采用雙層交錯(cuò)鈍化策略，在更加有效抑制鈣鈦礦界面非輻射復(fù)合的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效電荷傳輸。另外，為了更好地實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦頂電池與晶硅底電池的結(jié)構(gòu)耦合，隆基綠能自主開發(fā)了一種非對(duì)稱絨面的硅異質(zhì)結(jié)太陽電池專利技術(shù)。該硅電池的正表面為小微絨面，便于實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦的溶液法制備，硅電池背面則采用標(biāo)準(zhǔn)的大尺寸絨面，以實(shí)現(xiàn)更好的背面鈍化和紅外光譜響應(yīng)。

通過一系列的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，隆基綠能疊層團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了33.9%認(rèn)證轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄的超高效鈣鈦礦-晶硅疊層電池。這是全球太陽電池發(fā)展歷史上首次從實(shí)驗(yàn)上證明雙結(jié)疊層太陽能電池效率超過了單結(jié)S-Q理論效率極限，具有里程碑意義。

研究項(xiàng)目獲得“十四五”科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（No.2023YFB4202505）及陜西省兩鏈融合重點(diǎn)項(xiàng)目（No.2023-LL-QY-16）擇優(yōu)支持。該工作也得到了共同通訊單位蘇州大學(xué)、華能清潔能源研究院、香港理工大學(xué)的大力支持和幫助。

近年來，隆基綠能在晶硅-鈣鈦礦疊層電池領(lǐng)域保持高強(qiáng)度研發(fā)，不斷取得突破性進(jìn)展。目前，隆基疊層團(tuán)隊(duì)研發(fā)的兩端疊層原型器件（1平方厘米）權(quán)威認(rèn)證效率達(dá)到34.6%；面向量產(chǎn)開發(fā)的商業(yè)尺寸硅片級(jí)（M6）兩端疊層電池和全球首款平米級(jí)四端疊層組件權(quán)威認(rèn)證效率分別達(dá)到30.1%和25.8%，展現(xiàn)了相對(duì)單結(jié)晶硅電池技術(shù)顯著的效率優(yōu)勢，極大地提振了全球光伏行業(yè)對(duì)下一代超高效疊層光伏發(fā)電技術(shù)的信心和期待。