TOPCoRE太阳能电池的效率达到了26％，是两面接触太阳能电池的新世界纪录。

由弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的Armin Richter博士领导的一组研究人员使双面接触式硅太阳能电池的转换效率达到了创纪录的26.0％。在最近发表的《Nature Energy》文章"具有平衡电荷载流子和复合损失的高效双侧接触式硅太阳能电池的设计规则"中，Richter解释了创纪录的电池的结构，并提出了与设计相关的基本方面甚至更高的效率。将背面电池表面设计为全面积电荷载流子收集钝化接触是成功的关键。

由晶体硅制成的太阳能电池在90％以上的市场份额中占据着全球光伏市场的主导地位。由于近年来的技术进步，它们的效率已经非常接近晶体硅的理论效率极限（29.4％）。以前，创纪录的效率约26％限于后方带有两个金属触点的太阳能电池，即所谓的叉指背触点或IBC太阳能电池。然而，双面接触的太阳能电池已被确立为工业标准，并且由于其较低的复杂性而已成为工业生产中的首选。

Fraunhofer ISE的太阳能电池研究人员采用一种用于双面接触式电池的新方法，表明也有可能实现此类太阳能电池的最高效率。

记录单元的基础是TOPCon技术（隧道氧化物钝化接触）。该技术由Fraunhofer ISE开发，结合了极低的表面重组损失和有效的载流子传输优势。工业标准单元的正面有一个pn结，而记录单元中的pn结则在背面形成了一个全表面TOPCon触点。因此，不再需要在正面上进行全表面的硼掺杂，从而仅实现了正面接触正下方的局部硼扩散。

与正面带有收集发射极的电池相比，此TOPCoRE电池（TOPCon后发射器太阳能电池）具有更高的电压和更高的填充因子。

通过这种电池设计，可以更好地利用晶圆进行电荷载流子传输，并且可以更有效地钝化正面（为此使用了氧化铝）。

详细的功率损耗分析表明，这种电池通常会补偿并最大程度地减小电子和空穴的传输损耗以及传输和复合损耗。

"基于系统的基于仿真的分析，我们能够得出一些未来效率高于26％的高效硅太阳能电池的基本设计规则。双方接触的太阳能电池都有可能达到27％的效率，而从而超过了硅太阳能电池的世界纪录。"弗劳恩霍夫ISE光伏研究部总监Stefan Glunz教授解释说。

Fraunhofer ISE开发的这种电池结构的主要优势在于，后续生产步骤（将太阳能电池连接成模块）可以基于现有技术，因此可以使用许多标准技术。

参考资料：

Armin Richter et al. Design rules for high-efficiency both-sides-contacted silicon solar cells with balanced charge carrier transport and recombination losses, Nature Energy (2021). DOI: 10.1038/s41560-021-00805-w