近日，隆基绿能自主研发的晶硅异质结电池创新技术研究成果，在世界顶级材料科学领域学术期刊《Nature Energy》上发表。虽然该新型电池所需材料95%与当前已有的晶硅电池相同，但其效率更高，达到26.81%，是目前全球所有技术路线晶硅太阳能电池效率的最高纪录。
《Nature Energy》杂志于2016年由Nature出版集团创办，是一本综合研究能源工程与技术的国际期刊。该刊已被国际重要权威数据库SCI收录，2021-2022年度影响因子为67.439，在中科院JCR最新升级版分区表中位列大类学科工程技术1区。
据悉，隆基绿能与中山大学（SYSU）和荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）合作取得了这项突破性成果。隆基绿能的研发团队通过改进“纳米晶硅空穴接触层”优化了太阳能电池的设计。这一超薄纳米材料一直以来只停留在理论层面，但从未在实验上被证实过。除此之外，中山大学的团队分析和研究了该纳米膜层的电荷输运方向，荷兰代尔夫特理工大学的团队对此进行了先进的模拟分析，这均对该技术的创新起到了关键作用。
1.5%的实质性飞跃
从2021年6月至2022年11月，隆基绿能高效晶硅异质结电池研发团队不断打破并刷新纪录，将电池效率从25.26%提升到26.81%，在一年四个月的时间里，实现了绝对值增加1.55%的奇迹。电池效率的显著提升，得益于该团队在新的纳米膜层技术上的突破。
据《Nature Energy》杂志刊发的内容称，新的纳米膜层能以更低的电阻输运电荷，从而显著改善电池性能。相比于以前的技术，实现了1.5%的绝对转换效率的飞跃。研发团队基于工业量产硅片开发了这项新技术，所以能够无缝推广至太阳能电池的工业生产中。
隆基绿能创始人、总裁李振国曾介绍称，以20%转换效率的电池片为例，经过测算，每提高一个百分点的转换效率，可以为下游电站节约5%以上的成本。因此，哪怕电池转换效率只提高0.01个百分点都意义重大。
“在占全球太阳能电池生产份额95%以上的晶硅电池技术中，这项技术在转换效率上拔得头筹。”隆基绿能中央研究院副院长徐希翔评论道。
显著加速能源转型
在分析和研究该纳米膜层的电荷输运机理方面，中山大学的科学家发挥了关键作用。他们通过对比实验发现，合理的新膜层组合由于具有更低的激活能，能够更好地输运电荷。他们表示，异质结电池由于表面钝化质量优异，基体中的俄歇复合成为效率损失的主导因素。实际上，正是这种极高的表面钝化质量保证了填充因子和转换效率的进一步提升。
“低激活能晶硅空穴接触层的研究非常及时和重要，我们的工作作为在探索空穴接触的电性能方面重大进展的代表，对于异质结、杂化结构和所有硅基太阳能电池的进一步开发有重要意义。”中山大学教授高平奇评论称，这种太阳能电池结构的出现将显著加速能源转型，推动更高效光伏组件的应用。
拓宽晶硅电池器件研究的边界
此外，荷兰代尔夫特理工大学的研究团队提供了电荷输运建模方面的支持。
通过新的模型，该团队揭示了关于电池背结界面处势垒的更多细节。模型分析了空穴的在界面处的收集路径，从而在理论层面对电池优异的性能做出解释。
“看到我们理论上预测的能够实现理想空穴输运的最佳材料组合，在实际生产的大面积电池器件上实现，对我们来说很有意义。”代尔夫特理工大学博士后研究员Paul Procel说。
“隆基绿能对于超薄膜层沉积技术的掌握以及对膜层光电特性的精细控制令人惊叹。对他们的太阳能电池进行模拟分析，拓宽了晶硅电池器件研究的边界。”代尔夫特理工大学教授Olindo Isabella补充说道。
一直以来，隆基绿能不忘初心，以提升光伏发电效率为主线，通过高强度的研发投入，进一步推进新一代电池组件的技术创新，促进不同应用场景下清洁能源的最大效能利用。
可以说，创新是隆基绿能的灵魂，也是隆基绿能的行业使命。隆基绿能的技术创新会迅速转化为规模化的先进产能并在客户端推广应用，促进光伏度电成本的持续降低。
隆基绿能将携诸多创新成果亮相第十六届(2023)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会，SNEC，敬请期待。
