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(tuán)隊(duì)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(tǒng)闡述了寬帶隙鈣鈦礦在制絨硅基底上的結(jié)晶調(diào)控機(jī)制，為提升疊層太陽能電池性能提供了創(chuàng)新解決方案。研究團(tuán)隊(duì)完善了蒸鍍-溶液兩步法鈣鈦礦結(jié)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，第一作者為電池開發(fā)部高級(jí)工程師吳林博士，通訊作者為該部門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(tuán)隊(duì)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(zhuǎn)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/硅疊層太陽能電池因其突破性光電轉(zhuǎn)化效率潛力成為焦點(diǎn)。而制備疊層電池的核心挑戰(zhàn)在于如何在晶硅子電池表面實(shí)現(xiàn)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)，但該路線在寬帶隙鈣鈦礦薄膜制備中面臨反應(yīng)充分性、成分均勻性、絨面保型和高結(jié)晶度難以兼顧的問題，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(tuán)隊(duì)深入研究了鈣鈦礦相變過程，揭示了寬帶隙鈣鈦礦的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)機(jī)理，明確了濕、熱等外界條件對(duì)薄膜結(jié)晶和降解的影響機(jī)制，并創(chuàng)新提出順序結(jié)晶調(diào)制策略。該方案通過可量產(chǎn)的工藝和設(shè)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(xiàn)31.58%（認(rèn)證31.4%）的光電轉(zhuǎn)換效率，創(chuàng)下基于商用硅電池的疊層電池最高紀(jì)錄。
該項(xiàng)目成果不僅完善了鈣鈦礦成膜機(jī)理，也為高性能鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的工業(yè)生產(chǎn)提供了一種簡單可行的工藝優(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(xiàn)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，涵蓋所有太陽能電池、組件主流未來技術(shù)，通過持續(xù)探索技術(shù)的深水區(qū)、無人區(qū)，為公司的長遠(yuǎn)發(fā)展提供技術(shù)牽引力。
通威鈣鈦礦/硅疊層電池實(shí)驗(yàn)室建成于2022年第三季度，以疊層電池的產(chǎn)業(yè)化為開發(fā)目標(biāo)，選擇兼容現(xiàn)有異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線的疊層技術(shù)路線，重點(diǎn)攻克疊層電池設(shè)計(jì)、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(yàn)室研發(fā)效率達(dá)到34.69%，210半片全尺寸電池效率達(dá)到27.52%，實(shí)現(xiàn)首件標(biāo)準(zhǔn)版型疊層組件下線，在2025年第三季度建成兆瓦級(jí)疊層試驗(yàn)線。
未來，通威將基于完整的研發(fā)體系，繼續(xù)發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合210半片平臺(tái)、薄片化、無銀金屬化和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(zhuǎn)化進(jìn)程，為光伏行業(yè)開辟“效率30%+”的新賽道，助力全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
【論文標(biāo)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（電子科大），劉松林，張德祥，冉文琎，康張李（中國測(cè)試技術(shù)研究院），張一峰，白賽（電子科大），胡逾超，龍巍，邢國強(qiáng)
【論文鏈接】：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c01244