叠层电池成膜理论研究突破:通威作为第一署名单位在能源领域顶尖期刊发表学术论文
2025-08-13
作者:吴林

8月11日,通威股份光伏技术中心钙钛矿研发团队在能源领域顶尖学术期刊《ACS Energy Letters》上发表了最新研究成果。该研究以《Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells》为题,系统阐述了宽带隙钙钛矿在制绒硅基底上的结晶调控机制,为提升叠层太阳能电池性能提供了创新解决方案。研究团队完善了蒸镀-溶液两步法钙钛矿结晶成膜理论体系,为全制绒叠层电池的均质化成膜难题提出了简便有效的解决策略。通威为论文第一署名单位,第一作者为电池开发部高级工程师吴林博士,通讯作者为该部门主任工程师胡逾超博士和张一峰博士。论文由通威与电子科技大学白赛教授团队合作完成。

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论文期刊截图

光伏发电引领全球绿色能源转型,但电站成本上升推动行业寻求更高效率技术。钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其突破性光电转化效率潜力成为焦点。而制备叠层电池的核心挑战在于如何在晶硅子电池表面实现高质量钙钛矿成膜。为兼容全制绒商用晶硅电池,通威采用蒸镀-溶液两步法成膜技术,但该路线在宽带隙钙钛矿薄膜制备中面临反应充分性、成分均匀性、绒面保型和高结晶度难以兼顾的问题,制约了叠层电池效率提升。

通威股份光伏技术中心钙钛矿研发团队深入研究了钙钛矿相变过程,揭示了宽带隙钙钛矿的结晶动力学机理,明确了湿、热等外界条件对薄膜结晶和降解的影响机制,并创新提出顺序结晶调制策略。该方案通过可量产的工艺和设备,在全制绒商用硅基底上制备出成分均匀、缺陷减少的钙钛矿薄膜,最终实现31.58%(认证31.4%)的光电转换效率,创下基于商用硅电池的叠层电池最高纪录。

该项目成果不仅完善了钙钛矿成膜机理,也为高性能钙钛矿/硅叠层太阳能电池的工业生产提供了一种简单可行的工艺优化方向,推进了叠层电池技术的产业化进展,并展现了通威在叠层领域的领先技术实力。

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通威全球创新研发中心

目前,通威全球创新研发中心在TOPCon、HJT、BC、钙钛矿/晶硅叠层等主流技术上均有布局,涵盖所有太阳能电池、组件主流未来技术,通过持续探索技术的深水区、无人区,为公司的长远发展提供技术牵引力。

通威钙钛矿/硅叠层电池实验室建成于2022年第三季度,以叠层电池的产业化为开发目标,选择兼容现有异质结产线的叠层技术路线,重点攻克叠层电池设计、绒面保型成膜、界面钝化、低温金属化及组件封装等关键量产技术瓶颈。目前实验室研发效率达到34.69%,210半片全尺寸电池效率达到27.52%,实现首件标准版型叠层组件下线,在2025年第三季度建成兆瓦级叠层试验线。

未来,通威将基于完整的研发体系,继续发挥技术创新优势,并结合210半片平台、薄片化、无银金属化和0BB等晶硅特色技术,加速推进钙钛矿硅叠层电池的量产转化进程,为光伏行业开辟“效率30%+”的新赛道,助力全球能源结构转型升级。


【论文标题】:Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells

【署名作者】:吴林,张家玮,郭盈,杨波(电子科大),郝雷,李嘉文,张真明,马成林,王岚,徐彦超,刘泉,陈余,尹春阳(电子科大),刘松林,张德祥,冉文琎,康张李(中国测试技术研究院),张一峰,白赛(电子科大),胡逾超,龙巍,邢国强

【论文链接】:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c01244