疊層電池成膜理論研究突破:通威作為第一署名單位在能源領(lǐng)域頂尖期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文
8月11日,通威股份光伏技術(shù)中心鈣鈦礦研發(fā)團(tuán)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(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。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。
通威鈣鈦礦團(tuán)隊深入研究了鈣鈦礦相變過程,揭示了寬帶隙鈣鈦礦的結(jié)晶動力學(xué)機(jī)理,明確了濕、熱等外界條件對薄膜結(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)實力。

通威全球創(chuàng)新研發(fā)中心
【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