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近日，隆基綠能等在學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表了兩項(xiàng)研究成果，展示了我國(guó)光伏行業(yè)在前沿技術(shù)領(lǐng)域取得的新進(jìn)展。

11月10日，《自然》在線刊發(fā)隆基綠能聯(lián)合蘇州大學(xué)、西安交通大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)在硅基疊層電池研究方向的進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超薄晶硅-鈣鈦礦疊層電池，經(jīng)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）認(rèn)證，小面積器件效率達(dá)33.4%；經(jīng)德國(guó)弗勞恩霍夫太陽(yáng)能研究所認(rèn)證，商業(yè)尺寸硅片級(jí)柔性疊層電池效率達(dá)29.8%。這是全球光伏領(lǐng)域首個(gè)經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證的柔性晶硅-鈣鈦礦疊層電池效率世界紀(jì)錄。

晶硅-鈣鈦礦疊層電池技術(shù)通過(guò)融合兩種半導(dǎo)體材料的優(yōu)勢(shì)，大幅提高理論效率，被認(rèn)為是新一代顛覆性光伏技術(shù)。傳統(tǒng)認(rèn)知認(rèn)為單晶硅是剛性脆性材料，但硅的原子結(jié)構(gòu)具有一定彈性形變能力，當(dāng)硅片厚度降至幾十微米（傳統(tǒng)硅片厚度通常約為120微米-200微米）時(shí)，縱使其彎曲半徑低于2厘米，硅片表面應(yīng)力仍低于其斷裂閾值，不會(huì)產(chǎn)生裂紋，因此超薄硅片可滿足輕質(zhì)柔性器件的形變需求。但鈣鈦礦功能層在反復(fù)彎曲和溫度變化下，界面極易分層失效，導(dǎo)致其使用壽命大幅降低。

為解決上述問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)采用創(chuàng)新優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，構(gòu)建出疏松加致密的雙層緩沖層設(shè)計(jì)，能像彈簧床墊一樣吸收和耗散應(yīng)變能，在微納米尺度上精準(zhǔn)化解了應(yīng)力緩沖與高效傳輸?shù)男枨竺?，確保疊層器件在獲得出色耐彎曲特性的同時(shí)，兼容了優(yōu)異發(fā)電能力。團(tuán)隊(duì)在基于僅60微米厚的超薄全硅片疊層器件上實(shí)現(xiàn)了29.8%的功率轉(zhuǎn)換效率，超薄疊層器件可實(shí)現(xiàn)對(duì)折，彎曲半徑達(dá)1.5厘米，重量不到4.4克，單位重量功率達(dá)1.77瓦/克。在實(shí)驗(yàn)室小尺寸上，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了33.4%轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄，展示了該疊層電池結(jié)構(gòu)在效率和抗彎曲疲勞性的優(yōu)越性，也為柔性硅基疊層電池在空間光伏、車(chē)載光伏等輕質(zhì)、柔性高功率光伏場(chǎng)景的商業(yè)開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

11月13日，《自然》在線刊發(fā)隆基綠能聯(lián)合中山大學(xué)、蘭州大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的非晶-多晶雜化背接觸結(jié)構(gòu)（HIBC）電池研究成果。背接觸結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池通過(guò)將N型、P型接觸區(qū)域及電極全部置于電池背面，最大限度地減少正面的遮光損失。團(tuán)隊(duì)在隆基綠能自研的工業(yè)級(jí)泰睿硅片上實(shí)現(xiàn)了27.81%的認(rèn)證效率、87.55%的填充因子，兩項(xiàng)指標(biāo)均創(chuàng)造了新世界紀(jì)錄。值得注意的是，雜化背接觸結(jié)構(gòu)是由我國(guó)團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的全新高效電池技術(shù)，具有完備的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的激光誘導(dǎo)局域晶化技術(shù)、原位邊緣鈍化技術(shù)等均具備與現(xiàn)有生產(chǎn)線兼容的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)以更高效率、更低成本量產(chǎn)太陽(yáng)能電池。

（隆基綠能供圖）