電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道
2025年9月，國際光伏科研團隊在《科學》雜志發(fā)布的最新研究成果猶如一劑強心針，宣告鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化進程取得重大突破——通過在工業(yè)主流硅底電池的復雜紋理化結構上實現(xiàn)高質(zhì)量鈍化處理，電池光電轉換效率首度突破33.1%大關。
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傳統(tǒng)的硅太陽能電池在過去幾十年中取得了巨大的成功，廣泛應用于各個領域。然而，其光電轉換效率逐漸逼近理論極限，進一步提升面臨著諸多挑戰(zhàn)。
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據(jù)相關研究，硅太陽能電池的理論極限效率為29.4%，而目前市場上的主流產(chǎn)品效率大多在20%-25%之間。相比之下，鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池展現(xiàn)出了更高的潛力。
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其通過將鈣鈦礦電池與硅電池疊層組合，實現(xiàn)了優(yōu)勢互補，理論效率極限可達43%左右，為突破硅單結電池效率瓶頸提供了可行的解決方案。
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近期，國際光伏科研團隊在鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池產(chǎn)業(yè)化進程中取得了重要突破。他們首次在工業(yè)主流的硅底電池紋理化結構上，實現(xiàn)了鈣鈦礦頂電池的高質(zhì)量鈍化處理，并將電池光電轉換效率提升至33.1%。
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這一成果發(fā)表在最新一期的《科學》雜志上，引起了業(yè)界的廣泛關注。硅電池底層通常采用大尺寸金字塔狀紋理，以增加表面積并提升光吸收效率，但這種結構使得鈣鈦礦薄膜的沉積和表面鈍化變得極為復雜。
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此前，科學界尚未在這種復雜結構上實現(xiàn)高質(zhì)量的鈍化處理。而此次研究團隊通過在不平整的鈣鈦礦表面沉積1,3-二氨基丙烷二氫碘化物，成功實現(xiàn)了優(yōu)異的鈍化效果，不僅改善了頂電池表面，還影響了整個鈣鈦礦層，提升了電導率和填充因子。這一發(fā)現(xiàn)增加了人們對頂電池光電轉換內(nèi)部機制的理解，為進一步開發(fā)更高效的疊層太陽能電池奠定了基礎。
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在企業(yè)層面，眾多光伏企業(yè)也紛紛加大對鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池的研發(fā)投入。晶科能源以N型TOPCon為底電池與鈣鈦礦實現(xiàn)高效疊層電池，轉化效率達到32.33%；通威于2022年建成鈣鈦礦疊層電池實驗室，鈣鈦礦-硅疊層電池效率達到31.13%。
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此外，天合光能也在鈣鈦礦晶體硅疊層技術領域取得了顯著進展，其自主研發(fā)的210mm大面積鈣鈦礦/晶體硅兩端疊層太陽電池，經(jīng)第三方獨立認證，最高電池效率達到31.1%，創(chuàng)造了大面積疊層太陽電池效率新的世界紀錄。
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據(jù)國際可再生能源機構測算，疊層電池的規(guī)模化應用可使光伏度電成本降至0.05美元以下，較當前水平下降40%。在建筑光伏一體化領域，柔性疊層組件的透光率可調(diào)節(jié)特性，將推動光伏從屋頂電站向幕墻、車頂?shù)葓鼍叭鏉B透。
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更具想象空間的是，鈣鈦礦材料的帶隙可調(diào)特性與硅基底電池的穩(wěn)定性相結合，為開發(fā)雙結、三結甚至四結疊層電池提供了無限可能。
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