隆基绿能:叠层电池研发成功连续在《自然》和《科学》在线发表

隆基绿能攻克叠层电池技术,引领光伏效率新突破


近日,光伏行业巨头隆基绿能宣布在叠层电池研发上取得重大成功,经美国国家可再生能源实验室(NREL)认证,其自主研发的大面积(260.9cm²)晶硅 - 钙钛矿两端叠层太阳电池转换效率达33%,这一成果被第66版《太阳能电池效率表》收录,标志着光伏技术的又一次飞跃。


传统晶硅单结太阳电池受限于短波光子的热驰豫损失,效率提升遭遇瓶颈,而叠层电池技术成为突破这一困境的关键。隆基绿能通过材料创新与结构优化,成功攻克了多个技术难题。在材料层面,研发团队针对宽带隙钙钛矿顶电池存在的界面非辐射复合问题,开发新型有机自组装分子材料(SAM)。例如,通过在咔唑核的苯环侧引入膦酸锚定基团,设计出非对称结构的自组装分子(HTL201) ,增强了SAM在硅绒面衬底的覆盖率及均匀性,优化界面能级匹配,有效降低了表面界面非辐射复合水平。


工艺方面,团队优化了电子传输层薄膜沉积工艺,引入高效缺陷钝化材料,并设计开发高质量界面钝化结构,实现了与双面纹理化的异质结晶硅的完美结合,成功制造出开路电压接近2.0V,认证效率高达34.6%的晶硅 - 钙钛矿串联叠层太阳电池。此外,为实现钙钛矿顶电池与晶硅底电池的结构耦合,隆基绿能自主开发非对称绒面的硅异质结太阳电池专利技术,正表面小微绒面便于钙钛矿溶液法制备,背面大尺寸绒面实现更好的背面钝化和红外光谱响应。


隆基绿能创始人、中央研究院院长、CTO李振国表示:“隆基始终秉持对技术本质的敬畏,以开放的心态布局多种技术路线。此次叠层电池研发成功,是我们持续投入研发、挑战效率极限的有力证明,我们将继续推动光伏成为全球主力能源。”此次大面积叠层电池效率突破33%,较单结硅电池效率提升近20%,为光伏发电成本进一步下降开辟新路径,也为全球光伏产业的发展注入新动力。


隆基绿能在叠层电池领域并非首次取得突破。早在2023年11月,其研制的晶硅 - 钙钛矿叠层电池器件经NREL认证效率达到33.9%,突破单结半导体光伏材料的S - Q理论效率极限;2024年,在上海SNEC展会上,经欧洲太阳能测试机构(ESTI)权威认证,光电转换效率高达34.6%,再次刷新世界纪录;同年6月,商业化M6尺寸晶硅 - 钙钛矿叠层电池实现30.1%的光电转换效率,标志着在商业化应用方面取得突破性进展 。


近年来,全球对清洁能源的需求不断增长,光伏产业作为重要的可再生能源领域,发展迅猛。然而,随着市场竞争的加剧,提高电池转换效率、降低成本成为行业发展的关键。隆基绿能此次叠层电池研发成功,不仅彰显了自身在光伏技术领域的深厚实力和持续创新能力,也为全球光伏产业的发展树立了新的标杆。


展望未来,隆基绿能表示将继续加大研发投入,推动叠层电池技术的产业化进程,计划在2025年底实现量产。随着技术的不断成熟和规模化应用,叠层电池有望成为下一代主流光伏技术,助力全球能源转型,为实现碳中和目标贡献力量。 


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