2025-08-13
作者：吳林
8月11日，通威股份光伏技術中心鈣鈦礦研發團隊在能源領域頂尖學術期刊《ACS Energy Letters》上發表了最新研究成果。該研究以《Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells》為題，系統闡述了寬帶隙鈣鈦礦在制絨硅基底上的結晶調控機制，為提升疊層太陽能電池性能提供了創新解決方案。研究團隊完善了蒸鍍-溶液兩步法鈣鈦礦結晶成膜理論體系，為全制絨疊層電池的均質化成膜難題提出了簡便有效的解決策略。通威為論文第一署名單位，第一作者為電池開發部高級工程師吳林博士，通訊作者為該部門主任工程師胡逾超博士和張一峰博士。論文由通威與電子科技大學白賽教授團隊合作完成。
論文期刊截圖
光伏發電引領全球綠色能源轉型，但電站成本上升推動行業尋求更高效率技術。鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池因其突破性光電轉化效率潛力成為焦點。而制備疊層電池的核心挑戰在于如何在晶硅子電池表面實現高質量鈣鈦礦成膜。為兼容全制絨商用晶硅電池，通威采用蒸鍍-溶液兩步法成膜技術，但該路線在寬帶隙鈣鈦礦薄膜制備中面臨反應充分性、成分均勻性、絨面保型和高結晶度難以兼顧的問題，制約了疊層電池效率提升。
通威股份光伏技術中心鈣鈦礦研發團隊深入研究了鈣鈦礦相變過程，揭示了寬帶隙鈣鈦礦的結晶動力學機理，明確了濕、熱等外界條件對薄膜結晶和降解的影響機制，并創新提出順序結晶調制策略。該方案通過可量產的工藝和設備，在全制絨商用硅基底上制備出成分均勻、缺陷減少的鈣鈦礦薄膜，最終實現31.58%（認證31.4%）的光電轉換效率，創下基于商用硅電池的疊層電池最高紀錄。
該項目成果不僅完善了鈣鈦礦成膜機理，也為高性能鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的工業生產提供了一種簡單可行的工藝優化方向，推進了疊層電池技術的產業化進展，并展現了通威在疊層領域的領先技術實力。
通威全球創新研發中心
目前，通威全球創新研發中心在TOPCon、HJT、BC、鈣鈦礦/晶硅疊層等主流技術上均有布局，涵蓋所有太陽能電池、組件主流未來技術，通過持續探索技術的深水區、無人區，為公司的長遠發展提供技術牽引力。
通威鈣鈦礦/硅疊層電池實驗室建成于2022年第三季度，以疊層電池的產業化為開發目標，選擇兼容現有異質結產線的疊層技術路線，重點攻克疊層電池設計、絨面保型成膜、界面鈍化、低溫金屬化及組件封裝等關鍵量產技術瓶頸。目前實驗室研發效率達到34.69%，210半片全尺寸電池效率達到27.52%，實現首件標準版型疊層組件下線，在2025年第三季度建成兆瓦級疊層試驗線。
未來，通威將基于完整的研發體系，繼續發揮技術創新優勢，并結合210半片平臺、薄片化、無銀金屬化和0BB等晶硅特色技術，加速推進鈣鈦礦硅疊層電池的量產轉化進程，為光伏行業開辟“效率30%+”的新賽道，助力全球能源結構轉型升級。
【論文標題】：Crystallization Modulation of Wide-Bandgap Perovskites on Textured Silicon for Tandem Solar Cells
【署名作者】：吳林，張家瑋，郭盈，楊波（電子科大），郝雷，李嘉文，張真明，馬成林，王嵐，徐彥超，劉泉，陳余，尹春陽（電子科大），劉松林，張德祥，冉文琎，康張李（中國測試技術研究院），張一峰，白賽（電子科大），胡逾超，龍巍，邢國強
【論文鏈接】：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c01244