26.66%！中國科學家刷新工業級太陽能電池效率紀錄，逼近理

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太陽能電池的效率競賽永無止境。

每提升0.1個百分點，都意味著對材料物理極限的重新挑戰。近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所團隊發布了一項重磅成果：他們在工業標準M10尺寸硅片上制備出轉換效率達26.66%的TOPCon電池。這個數字不僅創下了工業級TOPCon電池的開路電壓新高（744.6 mV），還將雙面發電能力推升至88.3%。相關研究已發表在《自然-能源》（Nature Energy）上。

要理解這項突破的分量，需要先看看光伏電池的江湖格局。

傳統PERC（鈍化發射極和背面接觸）電池的效率已接近24%的天花板，而HJT（異質結）電池雖然效率更高，卻面臨著設備昂貴、工藝復雜的量產難題。在這種背景下，隧穿氧化硅鈍化接觸（TOPCon）技術應運而生。它像一座橋梁，既繼承了PERC產線的兼容性，又具備逼近HJT的效率潛力。

TOPCon的核心在于其背面結構：一層極薄的氧化硅（約1-2納米）像隧穿門一樣，允許載流子通過卻阻擋雜質復合；外側的多晶硅層則提供電場鈍化。這種設計大幅降低了硅片表面的載流子復合損失，讓電池的開路電壓得以突破。

如今，TOPCon已成為中國光伏產業絕對主流的技術路線。晶科能源、隆基綠能、天合光能等巨頭的量產線正在全球鋪開。可以說，誰掌握了TOPCon的極致效率密碼，誰就握住了光伏產業的未來。

寧波材料所團隊此次的突破，關鍵在于雙面電學協同優化策略。

在電池正面，研究人員開發了430 Ω/sq的高方阻硼發射極。這相當于把摻雜濃度降低、結深做淺，讓硅片表面的"陷阱"變少，載流子不再輕易復合。數據顯示，硅片的少子壽命從0.70毫秒提升至1.12毫秒，飽和電流密度從約9 fA/cm2降至約5 fA/cm2。

更巧妙的是柵線設計的"瘦身"工程。團隊將金屬柵線間距從常規的1120微米縮窄至825微米，寬度從20微米縮減至10微米。這如同把高速公路上的收費站從寬變窄、間距縮短，既減少了遮光損失，又降低了銀漿耗量，還提高了電流收集效率。

在電池背面，團隊構建了雙層隧穿氧化層/多晶硅復合結構。內層約40納米的輕摻雜多晶硅像一道屏障，專門阻擋銀原子向硅基體擴散（銀原子會形成致命的復合中心）；外層約60納米的重摻雜多晶硅則負責導電。通過激光改性加濕法刻蝕，他們還減薄了無電極區域的多晶硅層，讓約70%的背面區域僅保留內層結構，大幅降低了寄生光吸收。

這種前后夾擊的精細化策略，終于讓Voc×FF/理論極限值達到了93.8%。這意味著工業級TOPCon電池正在逼近其物理天花板。

這項成果出現在中國絕非偶然。

今天，中國擁有全球最完整的光伏產業鏈，從硅料、硅片到電池、組件，產能占比均超過80%。在TOPCon領域，中國企業不僅量產規模全球第一，在前沿效率競賽中也持續刷新紀錄。此前，隆基綠能曾公布26.81%的實驗室效率，而本次寧波材料所的26.66%是在工業級標準尺寸（M10，313.3 cm2）上實現的認證效率，更具產業化指導意義。

對比國際同行，德國弗勞恩霍夫太陽能研究所（Fraunhofer ISE）和荷蘭代爾夫特理工大學在TOPCon基礎研究上起步較早，但中國的優勢在于工程化能力的快速轉化。當國外團隊還在實驗室優化小面積電池時，中國科學家已經解決了大面積硅片上的鈍化均勻性、金屬化接觸電阻等工業級難題。

更值得關注的是，這項研究將理論清晰度與可制造性緊密結合。它不僅僅是一個效率數字，更提供了一條從機理到產線的清晰路徑，這正是中國光伏產業從"規模領先"向"技術引領"跨越的標志性一步。

26.66%的效率已接近TOPCon約28.7%的理論極限。當單結硅電池的效率空間日益逼仄，未來的突破口在哪里？

雙面發電的潛力仍未挖盡。本次研究將雙面率提升至88.3%，意味著電池背面也能高效捕捉散射光和地面反射光。在沙漠、雪地等場景中，這種"雙面吸光"能力將顯著增加發電量。

另一個方向是與鈣鈦礦疊層。當TOPCon作為底電池，鈣鈦礦作為頂電池，理論上效率可突破35%。中國在這一領域同樣布局深遠，隆基、通威等企業已陸續公布疊層電池突破30%效率的消息。

此外，銀漿耗量的降低至關重要。本次研究通過柵線精細化設計減少了銀漿使用，這對緩解貴金屬供應壓力、進一步降低成本具有現實意義。

這項研究的價值，不僅在于將工業級TOPCon電池推向新高度，更在于展示了一條清晰的工程化路徑。當更強的界面鈍化遇見更低的輸運損失，中國科學家用一組精確到小數點后兩位的數字，為全球光伏產業標注了新的坐標。