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中國科學家開發新型多晶矽隧道複合層 提升太陽能電池效率

中國科學院寧波材料技術與工程研究所的葉繼春研究團隊與蘇州大學的研究人員攜手合作,成功開發出一種創新的多晶矽隧道複合層,應用於鈣鈦礦/隧道氧化物鈍化接觸的串聯太陽能電池(TSC),在《自然能源》雜誌上發表研究成果。這項突破性研究將為高效鈣鈦礦/矽TSC及相關串聯裝置的進一步開發和產業化提供重要啟示。

葉繼春研究團隊

鈣鈦礦/矽TSCs因其理論上的超高效率和成本優勢在光伏行業中受到廣泛關注,但以往主要著重在改善頂部子電池,留下了改善的空間。研究人員通過引入一種多晶矽(poly-Si)隧道複合層,進一步提高效率,再透過兩步驟成功抑制了硼和磷摻雜劑的擴散,使裝置具有優異的鈍化和接觸性能。

多晶矽隧道複合層的鈣鈦礦/TOPCon TSC

新型隧道複合層相較於傳統的透明導電氧化物層,在多晶矽基板上展現更強的吸附性,對上部鈣鈦礦子電池實現更有效的電荷載子傳輸和提取,這一創新串聯裝置在光電轉換效率方面取得了令人矚目的29.2%,成為迄今報導的鈣鈦礦/TOPCon TSC 中的最高值之一。更令人振奮的是,該裝置在連續最大功率點追蹤500小時後仍能保持85%的初始效率,顯示出卓越的穩定性。


研究人員表示,有限元素模擬將進一步深入了解載子傳輸和隧道機制,而相關分析也指出多晶矽的摻雜濃度將影響鈣鈦礦/矽TSC的性能。這項研究不僅是對太陽能電池技術的重要突破,同時也提供了具體的技術路徑,有望引領高效鈣鈦礦/矽TSC及相關串聯裝置的未來發展。該項工作得到了國家重點研發計畫、寧波市「創新2025」重大專案、國家自然科學基金等多方面的支持,突顯了中國在新能源技術領域的領先地位。


參考文獻與圖片來源:

  1. 隧道複合層提高了串聯太陽能電池的效率;https://www.eurekalert.org/news-releases/1007968

  2. 叶继春:心怀凌云志 步步桑梓情;http://www.nbzg.org/art/2022/1/7/art_7548_627825.html

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