2025-08-13
作者：吳林
8月11日，通威股份光伏技術(shù)中心鈣鈦礦研發(fā)團隊在能源領(lǐng)域頂尖學(xué)術(shù)期刊《ACS Energy Letters》上發(fā)表了最新研究成果。該研究以《Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells》為題，系統闡述了寬帶隙鈣鈦礦在制絨硅基底上的結晶調控機制，為提升疊層太陽(yáng)能電池性能提供了創(chuàng )新解決方案。研究團隊完善了蒸鍍-溶液兩步法鈣鈦礦結晶成膜理論體系，為全制絨疊層電池的均質(zhì)化成膜難題提出了簡(jiǎn)便有效的解決策略。通威為論文第一署名單位，第一作者為電池開(kāi)發(fā)部高級工程師吳林博士，通訊作者為該部門(mén)主任工程師胡逾超博士和張一峰博士。論文由通威與電子科技大學(xué)白賽教授團隊合作完成。
論文期刊截圖
光伏發(fā)電引領(lǐng)全球綠色能源轉型，但電站成本上升推動(dòng)行業(yè)尋求更高效率技術(shù)。鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池因其突破性光電轉化效率潛力成為焦點(diǎn)。而制備疊層電池的核心挑戰在于如何在晶硅子電池表面實(shí)現高質(zhì)量鈣鈦礦成膜。為兼容全制絨商用晶硅電池，通威采用蒸鍍-溶液兩步法成膜技術(shù)，但該路線(xiàn)在寬帶隙鈣鈦礦薄膜制備中面臨反應充分性、成分均勻性、絨面保型和高結晶度難以兼顧的問(wèn)題，制約了疊層電池效率提升。
通威股份光伏技術(shù)中心鈣鈦礦研發(fā)團隊深入研究了鈣鈦礦相變過(guò)程，揭示了寬帶隙鈣鈦礦的結晶動(dòng)力學(xué)機理，明確了濕、熱等外界條件對薄膜結晶和降解的影響機制，并創(chuàng )新提出順序結晶調制策略。該方案通過(guò)可量產(chǎn)的工藝和設備，在全制絨商用硅基底上制備出成分均勻、缺陷減少的鈣鈦礦薄膜，最終實(shí)現31.58%（認證31.4%）的光電轉換效率，創(chuàng )下基于商用硅電池的疊層電池最高紀錄。
該項目成果不僅完善了鈣鈦礦成膜機理，也為高性能鈣鈦礦/硅疊層太陽(yáng)能電池的工業(yè)生產(chǎn)提供了一種簡(jiǎn)單可行的工藝優(yōu)化方向，推進(jìn)了疊層電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，并展現了通威在疊層領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)實(shí)力。
通威全球創(chuàng )新研發(fā)中心
目前，通威全球創(chuàng )新研發(fā)中心在TOPCon、HJT、BC、鈣鈦礦/晶硅疊層等主流技術(shù)上均有布局，涵蓋所有太陽(yáng)能電池、組件主流未來(lái)技術(shù)，通過(guò)持續探索技術(shù)的深水區、無(wú)人區，為公司的長(cháng)遠發(fā)展提供技術(shù)牽引力。
通威鈣鈦礦/硅疊層電池實(shí)驗室建成于2022年第三季度，以疊層電池的產(chǎn)業(yè)化為開(kāi)發(fā)目標，選擇兼容現有異質(zhì)結產(chǎn)線(xiàn)的疊層技術(shù)路線(xiàn)，重點(diǎn)攻克疊層電池設計、絨面保型成膜、界面鈍化、低溫金屬化及組件封裝等關(guān)鍵量產(chǎn)技術(shù)瓶頸。目前實(shí)驗室研發(fā)效率達到34.69%，210半片全尺寸電池效率達到27.52%，實(shí)現首件標準版型疊層組件下線(xiàn)，在2025年第三季度建成兆瓦級疊層試驗線(xiàn)。
未來(lái)，通威將基于完整的研發(fā)體系，繼續發(fā)揮技術(shù)創(chuàng )新優(yōu)勢，并結合210半片平臺、薄片化、無(wú)銀金屬化和0BB等晶硅特色技術(shù)，加速推進(jìn)鈣鈦礦硅疊層電池的量產(chǎn)轉化進(jìn)程，為光伏行業(yè)開(kāi)辟“效率30%+”的新賽道，助力全球能源結構轉型升級。
【論文標題】：Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells
【署名作者】：吳林，張家瑋，郭盈，楊波（電子科大），郝雷，李嘉文，張真明，馬成林，王嵐，徐彥超，劉泉，陳余，尹春陽(yáng)（電子科大），劉松林，張德祥，冉文琎，康張李（中國測試技術(shù)研究院），張一峰，白賽（電子科大），胡逾超，龍巍，邢國強
【論文鏈接】：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c01244