Nature 隆基绿能李振国、徐希翔 硅基电池27.81% 混合交叉指式背接触（HIBC）太阳能电池

核心总结

核心创新点

开发了一种混合交叉指式背接触（HIBC）太阳能电池，通过整合全表面钝化与激光处理隧道接触，结合高低温工艺抑制复合并提升接触性能，实现27.81%的功率转换效率（接近理论极限的95%）和87.55%的填充因子（接近理论极限的98%）。

解决的问题

效率瓶颈：传统硅太阳能电池受填充因子（FF）限制，recombination和接触电阻导致效率损失，现有模型无法明确载流子损失机制。

边缘复合：高电阻率晶圆边缘Shockley-Read-Hall（SRH）复合严重，导致理想因子m=2，性能下降。

接触性能权衡：钝化与导电性难以兼顾，如非晶硅（a-Si）层厚度增加虽提升钝化但降低隧道效应，接触电阻率升高。

实现方法

具体方法：

采用8Ω cm n型晶圆，通过AlOx/SiNx堆叠实现前表面钝化（J0=0.93 fA cm⁻²），结合激光处理i-a-Si/p-a-Si堆叠，在金字塔尖端形成4-20 nm纳米晶硅（nc-Si），降低接触电阻率。

开发原位边缘钝化技术（iPET），在高低温工艺中实现晶圆边缘钝化，抑制边缘复合。

优化n型接触掺杂浓度，将磷掺杂量降低10倍，减少 dopant扩散至晶圆本体。

性能参数

效率与核心参数：认证功率转换效率（PCE）达27.81%（指定面积133.63 cm²），开路电压（Voc）746 mV，短路电流密度（Jsc）42.71 mA cm⁻²，填充因子（FF）87.55%。

作者团队：隆基绿能李振国、徐希翔、方亮、Chaowei Xue&兰州大学贺德衍&中山大学高平奇

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09681-w

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