隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標不斷推進，實現能源綠色轉型、推動能源科技高水平自立自強，是加快形成新質生產力、贏得未來競爭主動權的關鍵之一。近日，南開大學研究團隊在太陽能光伏發(fā)電領域取得最新研究成果，成功實現“低銦無銀”，在節(jié)約制造成本的基礎上，讓硅異質結（SHJ）太陽電池轉換效率接近26%，是目前已發(fā)表的“低銦”SHJ太陽電池研究中的最高效率。

太陽能光伏發(fā)電在能源綠色轉型中占有非常重要的地位。晶硅太陽電池在光伏市場中占據了95%以上的份額，SHJ太陽電池是進一步提高晶硅電池效率的有效技術之一。然而，其實現大規(guī)模應用仍面臨兩種關鍵材料的制約——銦、銀。基于金屬銦的摻錫氧化銦（ITO）用作SHJ太陽電池中的透明電極，由于銦資源的稀缺性，未來或將面臨供不應求的短缺困境；銀則以銀漿的形式應用于電池的金屬化，SHJ太陽電池中“低溫銀漿”的需求使得制備成本增加。因此，“減銀降銦”無疑是推進SHJ太陽電池規(guī)模制造過程中需要解決的關鍵問題之一。

南開大學電子信息與光學工程學院張曉丹教授和趙穎教授課題組，與蘇州邁為科技股份有限公司和澳大利亞金屬化技術公司SunDrive共同合作，首次在室溫下通過濺射技術制備了廉價且可量產的未摻雜氧化錫(SnOx)薄膜，并以此替代電池中的銦基透明電極。為了改善薄膜的電學性能和其與載流子傳輸層之間的接觸電阻，將SnOx與IMO:H（氫化過渡金屬摻雜氧化銦）進行1:1結構的疊加，從而提高了電池的性能。

為減少SHJ太陽電池中另一種貴金屬——“銀”的耗量，研究團隊在電池金屬化環(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換效率，同時省去了昂貴的銀漿成本。最終，以低銦透明電極結合電鍍銅電極的形式，獲得了25.94%的ISFH認證效率(電池總面積為274.4 cm2)，是目前已發(fā)表的“低銦”SHJ太陽電池研究中的最高效率。

據團隊負責人張曉丹教授介紹，這項工作為解決銀漿成本高和金屬銦供應有限的問題提供了切實可行的解決方案。同時也為后續(xù)高效“無銦無銀”SHJ太陽電池的開發(fā)提供了思路，將極大助力SHJ太陽電池進一步“降本增效”、落地應用，為實現“雙碳”戰(zhàn)略目標、構建清潔低碳高效的能源體系提供了重要的科技支撐。