北工大在高效晶硅太阳能光伏电池相关研究中取得进展

近日，北京工业大学材料科学与工程学院严辉教授团队与福建省金石能源公司张津燕博士团队合作完成的混合背接触（Hybrid Back-Contact）晶硅太阳能光伏电池研究成果，以“Maximizing carrier extraction in hybrid back-contact silicon solar cells”为题，正式发表于国际高水平学术期刊《Nature》（Vol 652, pp. 650-654）。两个团队基于长期的产教融合，通过工艺创新和理论突破，实现了电池结构的优化设计与光生载流子动力学调控，成功研制出国际权威认证效率高达27.62%的量产化高效晶硅电池，为突破当前晶硅电池效率瓶颈提供了全新的技术路线与理论支撑。

新型高效晶硅电池融合了隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池与硅异质结（SHJ）电池的技术优势，并成功集成到叉指背接触（IBC）的太阳电池架构中。基于电池正面的多功能材料及其结构优化，在移除前表面金属栅线的同时，采用SiOX/SiNX减反层与n-nc-SiOX/i-a-Si/i-a-SiOX钝化层的叠加，实现了优异的光学陷光与表面钝化，显著降低了光学损失和载流子表面复合；针对传统双面接触器件中光生载流子的“往返迁移”现象和传输阻塞问题，电池背面的设计采用了TOPCon衍生的含氧本征非晶氧化硅n型接触（a-SiOX/n+-poly-Si）与SHJ衍生的梯度硼掺杂p型接触（i-a-Si/p-a-Si）相结合的混合结构，不仅有效提升了抑制缺陷产生、钝化界面以及光生载流子的单向传输和高效收集能力，而且探明并确立了决定晶硅太阳电池有源层最佳尺寸的物理机制。

当前，光伏产业正面临效率提升瓶颈与行业同质化竞争压力。27.62%量产化认证效率的突破，不仅表明混合背接触技术超越晶硅电池27%效率壁垒的可行性和庞大的产业化前景，也为设计开发更新一代晶硅太阳电池、推动光伏产业迈向高质量可持续发展提供了关键的技术支撑与明确的升级方向。

背接触晶硅太阳电池的电学优势（载流子单向移动减少体内复合）

相关链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10351-8