如何让硅太阳能电池更高效地收集电流

本文研究的是一种混合背接触（hybrid back-contact, BC）硅太阳能电池。这类电池融合了三种主流技术的优势：源自TOPCon结构的n型背面接触（导电子）、源自异质结（SHJ）的p型背面接触（导空穴），以及叉指状背接触（IBC）的整体器件构型。虽然此前已有27.8%的超高效率报道，但学界尚未系统阐明这种混合结构相比传统背接触电池的根本优势（例如彻底取消正面金属电极带来的遮光损失降低）。本研究充分利用该结构的设计灵活性，在电池正面引入一层多功能薄膜，既增强光捕获（让光在硅材料中多反射、多吸收），又提升表面钝化效果（减少电子在表面的无效复合）；同时优化了背面载流子选择性接触层，提高了电子/空穴的收集效率和工艺兼容性。此外，研究发现：由于光吸收与载流子收集能力同步提升，硅吸光层的最佳厚度可增至160微米（比常规更厚），兼顾了材料利用率与性能稳定性。最终，该电池在符合工业量产标准的工艺条件下，获得27.62%的第三方权威认证效率，为高效、低成本晶硅光伏技术的规模化应用提供了切实可行的新方案。