近日，隆基綠能科技股份有限公司（以下簡稱“隆基綠能”）作為第一單位在《Nature》期刊在線發(fā)表了題為“Perovskite-silicon tandem solar cells with bilayer interface passivation”的研究論文，公開報道了通過研制晶硅-鈣鈦礦雙結疊層電池突破單結太陽電池效率極限的研究成果。
雙結疊層太陽電池在光電轉換效率方面被認為可以超越單結電池的理論效率極限。數(shù)十年以來，各國研究機構和團隊一直致力于實現(xiàn)這一目標。2023年11月，中國太陽能科技公司隆基綠能宣布其研制的晶硅-鈣鈦礦疊層電池器件經(jīng)美國國家可再生能源實驗室（NREL）認證效率達到33.9%，刷新該項電池效率的世界紀錄，突破了單結半導體光伏材料的S-Q理論效率極限。
該研究采用雙層交錯鈍化策略，在更加有效抑制鈣鈦礦界面非輻射復合的同時實現(xiàn)高效電荷傳輸。另外，為了更好地實現(xiàn)鈣鈦礦頂電池與晶硅底電池的結構耦合，隆基綠能自主開發(fā)了一種非對稱絨面的硅異質結太陽電池專利技術。該硅電池的正表面為小微絨面，便于實現(xiàn)鈣鈦礦的溶液法制備，硅電池背面則采用標準的大尺寸絨面，以實現(xiàn)更好的背面鈍化和紅外光譜響應。
通過一系列的關鍵技術攻關，隆基綠能疊層團隊實現(xiàn)了33.9%認證轉換效率紀錄的超高效鈣鈦礦-晶硅疊層電池。這是全球太陽電池發(fā)展歷史上首次從實驗上證明雙結疊層太陽能電池效率超過了單結S-Q理論效率極限，具有里程碑意義。
研究項目獲得“十四五”科技部重點研發(fā)項目（No.2023YFB4202505）及陜西省兩鏈融合重點項目（No.2023-LL-QY-16）擇優(yōu)支持。該工作也得到了共同通訊單位蘇州大學、華能清潔能源研究院、香港理工大學的大力支持和幫助。
近年來，隆基綠能在晶硅-鈣鈦礦疊層電池領域保持高強度研發(fā)，不斷取得突破性進展。目前，隆基疊層團隊研發(fā)的兩端疊層原型器件（1平方厘米）權威認證效率達到34.6%；面向量產(chǎn)開發(fā)的商業(yè)尺寸硅片級（M6）兩端疊層電池和全球首款平米級四端疊層組件權威認證效率分別達到30.1%和25.8%，展現(xiàn)了相對單結晶硅電池技術顯著的效率優(yōu)勢，極大地提振了全球光伏行業(yè)對下一代超高效疊層光伏發(fā)電技術的信心和期待。
