《Nature Energy》刊發隆基綠能26.81%效率世界紀錄

近日，隆基綠能自主研發的晶硅異質結電池創新技術研究成果，在世界頂級材料科學領域學術期刊《Nature Energy》上發表。雖然該新型電池所需材料95%與當前已有的晶硅電池相同，但其效率更高，達到26.81%，是目前全球所有技術路線晶硅太陽能電池效率的最高紀錄。

《Nature Energy》雜誌於2016年由Nature出版集團創辦，是一本綜合研究能源工程與技術的國際期刊。該刊已被國際重要權威數據庫SCI收錄，2021-2022年度影響因子為67.439，在中科院JCR最新升級版分區表中位列大類學科工程技術1區。

據悉，隆基綠能與中山大學（SYSU）和荷蘭代爾夫特理工大學（TU Delft）合作取得了這項突破性成果。隆基綠能的研發團隊通過改進“納米晶硅空穴接觸層”優化了太陽能電池的設計。這一超薄納米材料一直以來只停留在理論層面，但從未在實驗上被證實過。除此之外，中山大學的團隊分析和研究了該納米膜層的電荷輸運方向，荷蘭代爾夫特理工大學的團隊對此進行了先進的模擬分析，這均對該技術的創新起到了關鍵作用。

1.5%的實質性飛躍

從2021年6月至2022年11月，隆基綠能高效晶硅異質結電池研發團隊不斷打破並刷新紀錄，將電池效率從25.26%提升到26.81%，在一年四個月的時間里，實現了絕對值增加1.55%的奇迹。電池效率的顯著提升，得益於該團隊在新的納米膜層技術上的突破。

據《Nature Energy》雜誌刊發的內容稱，新的納米膜層能以更低的電阻輸運電荷，從而顯著改善電池性能。相比於以前的技術，實現了1.5%的絕對轉換效率的飛躍。研發團隊基於工業量產硅片開發了這項新技術，所以能夠無縫推廣至太陽能電池的工業生產中。

隆基綠能創始人、總裁李振國曾介紹稱，以20%轉換效率的電池片為例，經過測算，每提高一個百分點的轉換效率，可以為下游電站節約5%以上的成本。因此，哪怕電池轉換效率只提高0.01個百分點都意義重大。

“在佔全球太陽能電池生產份額95%以上的晶硅電池技術中，這項技術在轉換效率上拔得頭籌。”隆基綠能中央研究院副院長徐希翔評論道。

顯著加速能源轉型

在分析和研究該納米膜層的電荷輸運機理方面，中山大學的科學家發揮了關鍵作用。他們通過對比實驗發現，合理的新膜層組合由於具有更低的激活能，能夠更好地輸運電荷。他們表示，異質結電池由於表面鈍化質量優異，基體中的俄歇複合成為效率損失的主導因素。實際上，正是這種極高的表面鈍化質量保證了填充因子和轉換效率的進一步提升。

 “低激活能晶硅空穴接觸層的研究非常及時和重要，我們的工作作為在探索空穴接觸的電性能方面重大進展的代表，對於異質結、雜化結構和所有硅基太陽能電池的進一步開發有重要意義。”中山大學教授高平奇評論稱，這種太陽能電池結構的出現將顯著加速能源轉型，推動更高效光伏組件的應用。

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拓寬晶硅電池器件研究的邊界

此外，荷蘭代爾夫特理工大學的研究團隊提供了電荷輸運建模方面的支持。

通過新的模型，該團隊揭示了關於電池背結界面處勢壘的更多細節。模型分析了空穴的在界面處的收集路徑，從而在理論層面對電池優異的性能做出解釋。

“看到我們理論上預測的能夠實現理想空穴輸運的最佳材料組合，在實際生產的大面積電池器件上實現，對我們來說很有意義。”代爾夫特理工大學博士后研究員Paul Procel說。

“隆基綠能對於超薄膜層沉積技術的掌握以及對膜層光電特性的精細控制令人驚嘆。對他們的太陽能電池進行模擬分析，拓寬了晶硅電池器件研究的邊界。”代爾夫特理工大學教授Olindo Isabella補充說道。

一直以來，隆基綠能不忘初心，以提升光伏發電效率為主線，通過高強度的研發投入，進一步推進新一代電池組件的技術創新，促進不同應用場景下清潔能源的最大效能利用。

可以說，創新是隆基綠能的靈魂，也是隆基綠能的行業使命。隆基綠能的技術創新會迅速轉化為規模化的先進產能並在客戶端推廣應用，促進光伏度電成本的持續降低。

隆基綠能將攜諸多創新成果亮相第十六屆(2023)國際太陽能光伏與智慧能源(上海)大會暨展覽會，SNEC，敬請期待。