题目：

Dual-side electrical refinement enables efficient industrial tunnel oxide passivating contact silicon solar cells


作者：

Zhenhai Yang1,2, Sheshicheng Chen1, Jie Mao3, Kun Cao2, Zunke Liu1, Haojiang Du1, Zhao Wang3, Yuanfang Zhang3, Jinjin Chen3, Jiajia Zhu3, Menglei Xu3, Wenqi Li3, Hao Jin3, Xinyu Zhang3, Huiwei Du4*, Jie Yang3*, Peiting Zheng3*, Yuheng Zeng1* and Jichun Ye1*


单位：

1 Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences (CAS), Ningbo, China

2 School of Optoelectronic Science and Engineering & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology; Key Lab of Advanced Optical Manufacturing Technologies of Jiangsu Province & Key Lab of Modern Optical Technologies of Education Ministry of China, Soochow University, Suzhou, China

3 Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd, Haining, China

4 College of Materials and Chemistry, China Jiliang University, Hangzhou, China


摘要：

晶硅太阳能电池持续主导光伏产业，其中隧穿氧化层钝化接触技术（TOPCon）已成为主流技术。然而，当前工业级TOPCon电池的效率仍受限于不完美的电学性能，因此距离其俄歇极限仍有较大差距。本文提出了一种双面协同增效策略，在M10尺寸硅片上实现了认证效率达26.66%的工业级TOPCon电池。通过制备前表面高方阻硼发射极提升钝化质量，并优化栅线设计降低载流子输运损耗；背面的双层隧穿氧化硅/多晶硅结构可有效阻挡电极银向硅衬底的扩散，抑制银诱导衰减，从而维持优异的界面钝化性能。此外，内层多晶硅的高结晶度以及硅衬底中非活性磷掺杂剂浓度的降低，共同促成了优异的钝化效果。背面局部减薄多晶硅层的方案还将电池的双面率提升至88.3%。

近年来，隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）技术迅速崛起，成为继PERC之后最具产业化潜力的高效电池路线。然而，随着TOPCon逐步进入规模化量产阶段，效率提升正面临新的瓶颈：一方面，需要降低金属接触损耗和界面复合以提升电学性能；另一方面，还必须兼顾银浆消耗、光学损失以及双面发电能力等产业关键指标。

针对TOPCon电池在效率、成本与双面率之间难以兼顾的产业难题，苏州大学研究团队联合中科院宁波材料所和捷泰新能源等单位，从金属化与背面接触结构入手进行协同优化。在电池正面，采用高精度钢网印刷替代传统丝网印刷工艺，使金属栅线更加细窄均匀。这一改进不仅降低了遮光损失，还显著减少了银浆使用量，同时优化后的银浆在硅界面形成致密银纳米颗粒结构，有效降低接触电阻，提高载流子收集效率。与此同时，在电池背面引入激光图形化的局部多晶硅接触结构，使载流子传输路径与光学吸收之间实现更优平衡。该结构减少了寄生吸收，同时保持高效电学接触，使电池实现约90%的高双面率，最终在工业级M10尺寸上，实现了26.09%认证效率的TOPCon电池（认证机构为德国哈梅林研究所）。

进一步地，苏州大学研究团队联合中科院宁波材料所和晶科能源等单位，将优化重点从单侧结构拓展至正反两侧电学性能的全面协同提升。在电池正面，采用高方阻硼发射极设计并优化栅线结构，不仅减轻了光学遮挡、降低了银耗，还在维持高效电荷收集的同时实现了卓越的表面钝化。在电池背面，创新性地引入双层隧道氧化层/多晶硅结构，能够有效阻止银在烧结过程中向硅基底扩散，抑制金属诱导的界面性能退化，同时内侧多晶硅层的高结晶度，以及硅基底中非活性磷掺杂浓度的降低，共同带来更优的钝化性能。此外，通过对背面多晶硅层进行局部减薄，进一步降低了寄生吸收，使电池双面率达到88.3%。这一系列正反两面的电学协同优化，使工业级TOPCon电池效率提升至26.66%。


影响因子：60.1

分区情况：一区

链接：https://www.nature.com/articles/s41560-026-01982-2