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宁波材料所创新突破:双面发电太阳能电池效率达26.09% 引领光伏新未来

   时间:2026-01-22 13:43:49 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在太阳能电池技术领域,中科院宁波材料所的科研团队取得了令人瞩目的成果。由研究员叶继春带领的团队,成功研发出一种能够双面发电的TOPCon太阳能电池,其光电转换效率高达26.09%,在投稿时创下了新的纪录。

这一突破性的成果意味着,在相同的阳光照射下,这款电池能够产生更多的电能,同时制作成本更低。特别是在反射光较多的环境,如雪地和沙滩,其发电性能表现尤为出色。团队通过一系列创新技术,实现了这一目标。他们放弃了传统的丝网印刷方法,转而采用钢网印刷技术,这种技术如同精密的钢印章,能够雕刻出更细、边缘更陡直的银色栅线,从而减少阳光遮挡,让更多光子被硅片吸收,提升电流。

团队还优化了银浆配方,使其与硅片接触更紧密,电阻更小,电流流通更顺畅。同时,他们意识到电池背面的硅材料并不需要完全覆盖,只需在连接电极的关键区域保留即可。这一发现不仅减少了材料使用,还降低了电池背面对光的寄生吸收,让更多光能用于发电。空出的区域则用更好的钝化材料覆盖,保护效果更佳。

这些改进带来了一个显著的优势,即实现了约90%的超高双面率。这意味着电池背面利用反射光发电的能力极强。在雪地、白沙地面或特殊设计的白色屋顶上,阳光从天空照射下来,会被地面反射到电池背面,使得这种双面电池能够前后夹击,吸收更多能量,发电量远超传统电池。

为了验证这些改进的效果,团队动用了各种高科技显微镜。他们使用扫描电子显微镜观察到钢膜雕刻出的银色栅线更加精细和规整。通过电学测试和模拟计算,他们描绘出电流在电池中的流动路径。模拟结果显示,当背面硅材料覆盖区域从100%减少到30%时,虽然电流在横向传输时会遇到一点阻力,但减少“偷光”和提升钝化效果带来的好处远远大于这点损失,总效率不降反升。

实验数据证明了这些改进的有效性。在正面标准光照下,冠军电池实现了26.09%的转换效率。当从背面照射时,其性能同样出色,双面率达到90%。计算结果显示,在高反射环境下,采用这种设计的组件比传统组件能够产出更多电力。

关于这两项技术的应用前景,它们都是高度面向产业化的。钢网印刷技术已经开始在行业内逐步渗透和推广,而局部多晶硅设计也处于产业化进程中。预计在未来一年内,它们有望迅速普及,成为行业主流升级技术。这次升级将带来太阳能电池效率的提升、生产成本的降低以及双面发电能力的增强,最终使光伏电站在终端应用时实现更低的度电成本。

对于TOPCon太阳能电池技术的持续探索仍在继续。作为当前晶硅电池的绝对主流技术,TOPCon预计未来五年仍将占据市场主导地位。团队未来计划将聚焦于几个方向:一是继续优化TOPCon技术本身,提升效率;二是将TOPCon技术拓展至背接触电池结构;三是探索TOPCon与钙钛矿等材料结合的叠层电池技术,以期实现更高的太阳能转换效率。

 
 
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