近日，中山大學高平奇教授團隊聯合隆基綠能科技股份有限公司及蘭州大學，創新性地開發了一種融合了激光誘導晶化和原位邊緣鈍化的非晶-多晶雜化背接觸結構（HIBC）太陽電池。

      背接觸結構太陽電池通過將N型和P型接觸區域及電極全部置于電池背面，最大限度地減少了正面的遮光損失，是晶硅光伏持續突破轉換效率的必然選擇。然而，受限于P型接觸區的鈍化性能和接觸電阻指標難以同步達標、載流子縱向傳輸與橫向漏電難以同時兼顧、邊緣區域存在復合和漏電等核心挑戰，嚴重限制了該高效電池結構的潛力發揮。

      針對以上三方面難題，中山大學高平奇教授團隊聯合隆基綠能科技股份有限公司李振國、徐希翔博士團隊、蘭州大學賀德衍教授團隊等合作者，開發了一種融合了激光誘導晶化和原位邊緣鈍化的非晶-多晶雜化背接觸結構（HIBC）太陽電池。主要創新點有三方面：（1）在P型區域采用低溫工藝的非晶硅接觸，在N型區域采用高溫工藝的多晶硅接觸，分別構建出了優異的P型和N型鈍化接觸；（2）針對P型非晶硅接觸層垂直方向導電率差的難題，開發出激光誘導局域晶化技術，僅將金字塔尖的亞微米尺度區域轉化為納米晶硅，使垂直方向的接觸電阻率大幅降低，但其它區域原有非晶硅膜層保持了極性交疊區較小的橫向漏電性能；（3）開發了原位邊緣鈍化技術，在電池制造過程中同步為脆弱的切割邊緣“穿上”牢固的鈍化外衣，有效抑制了邊緣區域的載流子復合。基于器件優異的全鈍化表面和電學性能表現，研究團隊進一步構建出了一個將二極管的理想因子與載流子損失機制相關聯的新的物理模型，定量描述了不同復合機制對理想因子的影響，闡明了體復合和表面復合對填充因子的制約原理，為高性能電池設計提供了清晰的理論指導。

      基于上述協同創新，團隊實現了27.81%的認證效率和87.55%的填充因子，兩項指標均創造了新的世界紀錄。特別值得提出的是，雜化背接觸結構是完全由中國團隊提出的經過驗證的新型高效電池技術，團隊開發的激光誘導局域晶化技術、原位邊緣鈍化技術等均具備與現有產線兼容的優勢，有望推動更高效率、更低成本的量產型硅太陽電池的高質量產業化進程。

圖1：HIBC太陽電池的關鍵光電性能

圖2：激光處理對非晶硅膜層的影響。

圖3：冠軍HIBC太陽電池的功率損耗分析

圖4：高效硅基太陽電池的進展和理論分析。

      上述成果于2025年11月13日以“Silicon solar cells with hybrid back contacts”為題發表于Nature期刊。威廉希爾WilliamHill官方網站料學院在讀博士生汪根順和隆基綠能于明哲博士、吳華博士、李云朋博士為論文共同第一作者，威廉希爾WilliamHill官方網站料學院高平奇教授和隆基綠能薛朝偉博士、方亮博士、徐希翔博士、李振國、蘭州大學賀德衍教授為論文的共同通訊作者。上述工作得到了國家自然科學基金項目(62034009)和國家重點研發項目(2022YFB4200203)的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09681-w