近日，邁為股份研發(fā)的低成本硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)電池創(chuàng)新技術(shù)成果，在世界頂級(jí)能源類學(xué)術(shù)期刊《Nature Energy》上發(fā)表。該論文詳述了采用低銦含量的TCO (透明導(dǎo)電氧化物)薄膜工藝結(jié)合銅電鍍柵線，制備25.94%光電轉(zhuǎn)化效率的SHJ電池的方法及原理。
此篇論文題為《Silicon solar cell with undoped tin oxide transparent electrode》(譯名《無摻雜氧化錫透明電極的硅太陽能電池》)，第一單位是蘇州邁為科技股份有限公司，第一作者是電池技術(shù)負(fù)責(zé)人郁操女士，由邁為團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南開大學(xué)、SunDrive公司發(fā)表。
電池的關(guān)鍵技術(shù)(透明導(dǎo)電疊層膜材料及鍍膜工藝)由邁為團(tuán)隊(duì)研發(fā)，電池的制備在邁為自主研制的異質(zhì)結(jié)整線量產(chǎn)裝備上完成，其中，邁為團(tuán)隊(duì)對(duì)PVD設(shè)備的濺射單元進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低靶材單耗，再將設(shè)備降銦與低銦疊層膜方案(50%無銦)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了銦耗量的大幅減少，降低電池制造成本的同時(shí)，保持其高效率優(yōu)勢。
南開大學(xué)在材料測試和機(jī)理分析方面提供了技術(shù)支持，SunDrive團(tuán)隊(duì)在高效電池銅柵線制備方面提供了合作。
關(guān)于Nature Energy
Nature Energy(譯名《自然能源》)是國際頂級(jí)刊物Nature(譯名《自然》)的重要子刊，主要發(fā)表能源領(lǐng)域中有重大突破性進(jìn)展的高質(zhì)量研究成果，其影響力和知名度在行業(yè)領(lǐng)域常年穩(wěn)居第一，該刊已被國際重要權(quán)威數(shù)據(jù)庫SCI收錄，2022-2023年度影響因子為56.7，年發(fā)文量僅為100篇左右。
研究成果詳述
對(duì)于硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池的量產(chǎn)，稀有金屬“銦”的有限供應(yīng)和銀漿的高成本是其面臨的關(guān)鍵問題之一，為了克服高效異質(zhì)結(jié)電池中銦基透明電極的障礙，邁為研發(fā)團(tuán)隊(duì)首次在室溫下通過濺射法成功制備了低成本且可量產(chǎn)的非摻雜氧化錫(SnOx)電極材料。SnOx薄膜具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，能承受電鍍過程中所涉及的所有酸堿溶液的腐蝕。通過將SnOx與IMO: H(氫化過渡金屬摻雜氧化銦)進(jìn)行1:1結(jié)構(gòu)的疊加，邁為團(tuán)隊(duì)制備了雙層薄膜，以改善導(dǎo)電薄膜特性和微晶硅摻雜層之間的接觸電阻，提高填充因子(FF)和電池的關(guān)鍵性能。
為減少電池制程中另一項(xiàng)貴金屬——“銀”的耗量，團(tuán)隊(duì)在電池金屬化環(huán)節(jié)采用了銅電鍍工藝，通過提升電極高寬比提高電池轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)省去了昂貴的銀漿成本。
最終，以低銦TCO結(jié)合鍍銅電極，邁為團(tuán)隊(duì)獲得了25.94%的ISFH認(rèn)證效率(總面積為274.4cm2)。此研究成果可推廣至其他微量元素?fù)诫s的氧化錫旋轉(zhuǎn)靶材，采用邁為制造的磁控濺射系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大面積量產(chǎn)應(yīng)用。此外，公司也正在進(jìn)行銅電鍍整線裝備的研制，包括核心環(huán)節(jié)的PVD鍍種子層設(shè)備、圖形化設(shè)備、電鍍設(shè)備等。
作為行業(yè)領(lǐng)先的太陽能電池設(shè)備制造商，邁為股份高度重視技術(shù)研發(fā)。一千多人的資深研發(fā)團(tuán)隊(duì)和逐年遞增的研發(fā)投入為公司進(jìn)行技術(shù)革新提供了充沛的動(dòng)力。公司在異質(zhì)結(jié)技術(shù)領(lǐng)域取得了一次次的重大突破，包括首創(chuàng)研發(fā)雙面微晶異質(zhì)結(jié)高效電池技術(shù)及其整線制造設(shè)備，推動(dòng)了異質(zhì)結(jié)電池效率的大幅提升;成功開發(fā)無主柵異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)及組件串焊設(shè)備，推動(dòng)異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品銀耗及成本大幅降低等。憑借業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)能力和創(chuàng)新成果，公司于去年年底獲得了“國家企業(yè)技術(shù)中心”認(rèn)定。
此次，邁為股份創(chuàng)新成果的發(fā)布，為異質(zhì)結(jié)電池制造企業(yè)提供了切實(shí)可行的降本增效方案，將有效推動(dòng)異質(zhì)結(jié)技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，促進(jìn)光伏清潔能源的長遠(yuǎn)發(fā)展。
（邁為股份）
