Matter | 中国科学院宁波材料所在TOPCon太阳能电池高效金属化方面取得新进展

隧穿氧化物钝化接触（TOPCon）太阳能电池因其优异的钝化接触特性以及低度电成本，已成为晶硅光伏市场的主流技术。然而，早期的TOPCon金属化过程高度依赖银铝浆的高温烧结以穿透器件钝化层，进而实现导电接触，这种剧烈的界面反应不可避免地导致了严重的钝化失效。同时，高温烧结下金属栅线的坍缩及展宽也引发了严重的光学遮挡问题，极大限制了电池效率的进一步提升。

针对上述挑战，中国科学院宁波材料技术与工程研究所高效太阳能电池与宽禁带半导体团队在叶继春研究员的带领下，联合浙江光达电子有限公司与晶澳太阳能科技股份有限公司，创新性地提出了一种高触变性无铝银浆与定制化激光增强接触优化（LECO）工艺相结合的全新金属化策略。研究团队从浆料中聚合物触变网络的可逆破坏与重建机制出发，优化聚合物网络的分子构型与分子间氢键网络，赋予浆料印刷后的极致保型能力，实现了55%的高栅线高宽比，大幅降低了光学遮挡损失。在此基础之上，通过引入定制化的激光烧结工艺，在金属与硅基底界面处构建了低穿透、低电阻Pb-Ag/Si合金接触结构。这一全新接触结构在保障高效电荷提取的同时，降低了传统金属化工艺中铝诱导的硅晶格破坏与金属复合损失。基于该技术，团队在大面积TOPCon太阳能电池上实现了高达26.31%的第三方认证转换效率，其短路电流密度（Jsc）高达41.98 mA cm^–2，创造了迄今为止文献报道的大面积TOPCon太阳能电池Jsc最高认证纪录。

在技术实现层面，研究团队采用高触变性无铝银浆进行丝网印刷，随后引入定制化LECO工艺，在向电池施加反向偏压的同时，利用单频激光对正面栅线进行连续扫描。该过程通过载流子注入引发的局部焦耳热，在硅片表面金字塔肩部形成半球形Pb-Ag/Si合金接触。该方法将金半接触反应限制在离散的微小位点内，极大地减少了金属诱导复合损伤，不仅工艺制程友好、与现有工业产线兼容，更为晶体硅太阳能先进金属化制程提供了思路。