日前從河北大學(xué)獲悉，該校物理學(xué)院光伏技術(shù)課題組青年教師陳劍輝博士等人經(jīng)過(guò)努力探索，克服高溫和真空重裝備的技術(shù)障礙，不斷開(kāi)辟晶體硅表面鈍化領(lǐng)域新的研究方向，給未來(lái)進(jìn)一步降低硅太陽(yáng)電池制造成本提供了科學(xué)基礎(chǔ)和技術(shù)思路。

降低成本和提高轉(zhuǎn)換效率是光伏產(chǎn)業(yè)永恒的主題。硅太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)——高溫或高真空摻雜和介電薄膜鈍化，已將電池轉(zhuǎn)換效率提升至接近理論極限，但高溫和真空技術(shù)嚴(yán)重制約了其成本的進(jìn)一步降低。據(jù)悉，陳劍輝等人早在2017年就已發(fā)現(xiàn)帶有磺酸基團(tuán)的聚合物薄膜具有高質(zhì)量的鈍化效果，為晶體硅表面鈍化探索出一條低成本技術(shù)路線，同時(shí)也開(kāi)辟了晶體硅表面鈍化領(lǐng)域一個(gè)新的研究方向——新型聚合物鈍化技術(shù)。

最近，陳劍輝等人又發(fā)現(xiàn)低維導(dǎo)電材料可以很好地結(jié)合有機(jī)鈍化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電和鈍化的雙重效果。他們通過(guò)相關(guān)技術(shù)，獲得導(dǎo)電—鈍化相圖，發(fā)現(xiàn)了“導(dǎo)電—鈍化共存相”，并提出“導(dǎo)電的鈍化性接觸”的概念，從科學(xué)上解決了“導(dǎo)電不鈍化，鈍化不導(dǎo)電”的矛盾，使得硅太陽(yáng)電池技術(shù)僅用單層薄膜就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種物理效果，大大簡(jiǎn)化了制備工藝。

該工藝初步應(yīng)用在多晶硅電池上，實(shí)現(xiàn)了18.8%的電池效率，與工業(yè)數(shù)據(jù)相當(dāng)，但工藝上不再涉及高溫和真空技術(shù)。相關(guān)成果已發(fā)表于《先進(jìn)能源材料》。該校物理學(xué)院碩士研究生萬(wàn)露為第一作者，陳劍輝為通訊作者。

同時(shí)，他們與德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院合作，將有機(jī)鈍化技術(shù)應(yīng)用到碳納米管硅異質(zhì)結(jié)電池，提出了“具有鈍化概念功能的載流子選擇接觸”的概念，實(shí)現(xiàn)了同類(lèi)電池中最高效率和最大面積紀(jì)錄的突破，進(jìn)一步證實(shí)了“低維+有機(jī)鈍化”是一種新的具有很大潛力的高效電池技術(shù)。相關(guān)成果已發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》，陳劍輝為該論文的第一作者和共同通訊作者