新思路可降低硅太陽電池制造成本

具有鈍化功能的載流子選擇接觸

記者日前從河北大學獲悉，該校物理學院光伏技術課題組青年教師陳劍輝博士等人經過努力探索，克服高溫柔真空重裝備的技術障礙，不斷開辟晶體硅表面鈍化范疇新的研究方向，給將來進一步降低硅太陽電池制造成本提供了科學基礎和技術思路。

降低成本和提高轉換效率是光伏產業永恒的主題。硅太陽電池產業化關鍵技術高溫或高真空摻雜和介電薄膜鈍化，已將電池轉換效率提升至接近理論極限，但高溫柔真空技術嚴重制約了其成本的進一步降低。據悉，陳劍輝等人早在2017年就已發現帶有磺酸基團的聚合物薄膜具有高質量的鈍化效果，為晶體硅表面鈍化探索出一條低成本技術路線，同時也開辟了晶體硅表面鈍化范疇一個新的研究方向新型聚合物鈍化技術。

最近，陳劍輝等人又發現低維導電材料可以很好地結合有機鈍化技術，實現導電和鈍化的雙重效果。他們通過相關技術，獲得導電鈍化相圖，發現了導電鈍化共存相，并提出導電的鈍化性接觸的概念，從科學上處理了導電不鈍化，鈍化不導電的矛盾，使得硅太陽電池技術僅用單層薄膜就可以同時實現兩種物理效果，大大簡化了制備工藝。

該工藝初步使用在多晶硅電池上，實現了18.8%的電池效率，與工業數據相當，但工藝上不再涉及高溫柔真空技術。相關成果已發表于《先進能源材料》。該校物理學院碩士研究生萬露為第一作者，陳劍輝為通訊作者。

同時，他們與德國卡爾斯魯厄理工學院合作，將有機鈍化技術使用到碳納米管硅異質結電池，提出了具有鈍化概念功能的載流子選擇接觸的概念，實現了同類電池中最高效率和最大面積紀錄的沖破，進一步證實了低維+有機鈍化是一種新的具有很大潛力的高效電池技術。相關成果已發表于《先進功能材料》，陳劍輝為該論文的第一作者和共同通訊作者。（高長安于冬偉）

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