中国光伏转化率达26.09%，宁波材料所引领技术突破
马斯克在 2026 年开年采访中预测称，中国拥有巨大的电力产能、太阳能和电池制造能力，以及高效的政策执行力。他认为芯片制程的边际收益递减，反而让在能源和规模上占有优势的中国更容易追赶其他国家。
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（来源：https://www.youtube.com/watch?v=RSNuB9pj9P8）
而中科院宁波材料所研究员叶继春和团队造出的一款能够双面发电的太阳能电池（TOPCon，tunnel oxide passivating contact），为中国的能源优势又添了一块砖。
这一成果让一块标准的工业太阳能电池的光电转换效率达到惊人的 26.09%，创造了投稿时新的记录。这意味着使用同样的阳光，能够变成更多的电，而且制作成本更低，甚至在反射光较多的雪地以及沙滩上，都能发挥意想不到的威力。
图 | 叶继春（来源：叶继春）
研究中，他们放弃了传统的丝网印刷，采用一种像精密钢印章一样的钢网印刷技术。这项技术能够雕刻出更细、边缘更陡直的银色栅线。这样一来能够遮挡的阳光就会变少，更多的光子能够达到硅片从而被吸收，从而能够提升电流。
图 | 论文第一作者杜浩江（来源：杜浩江）
同时，所使用的银浆也会大大减少，降低了昂贵原料的成本。该团队还特别优化了银浆配方，让它和硅片可以接触得更好，从而让电阻更小，让电流的流过变得更加轻松。
他们还意识到，电池背面的那层硅材料并不需要被完全覆盖，只需要在连接电极的关键区域保留即可，其他部分完全可以去掉。这样一来就能去掉多余的材料，大大减少电池背面对于光的寄生吸收，让更多的光能够为发电做出贡献。同时，空出来的区域使用其他更好的钝化材料覆盖，保护效果反而更佳。
图 | 研究人员在做实验（来源：该团队）
这个局部战术带来了一个巨大的优势，那就是实现了大约 90% 的超高双面率。这意味着电池背面利用反射光发射的能力极强。那么，在雪地、白沙地面或者特殊设计的白色屋顶上，当阳光从天空照射下来，会被地面反射到电池背面。这意味着这种双面电池可以前后夹击，从而可以吸收更多能量，让其发电量远远超过传统电池。
（来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/p）
该团队告诉 DeepTech：“需要说明的是，钢网印刷和局部多晶硅设计本身并非由我们首次提出。然而，我们是首次将这两项技术成功集成应用于工业级 TOPCon 电池上，并率先获得了德国哈梅林太阳能研究所认证的 26% 以上效率（在论文投稿时）。因此，最主要的突破在于面向工业量产的技术集成与验证。”
那么，这些改进是如何被验证和被看见的？事实上，该团队动用了各种高科技显微镜。
他们使用扫描电子显微镜看到了钢膜雕刻出的银色栅线更加精细和规整。通过电学测试和模拟计算，他们描绘出了电流在电池里是如何流动的。模拟结果清楚地显示，当背面硅材料覆盖区域从 100% 减到 30% 的时候，虽然电流在横向传输的时候会遇到一点阻力，但是减少“偷光”和提升钝化效果带来的好处远远大于这点损失，总效率不降反升。
实验数据是最好的证明：在正面标准光照之下，冠军电池实现了 26.09% 的转换效率。当从背面照射的时候，它的性能也极其出色，双面率达到 90%。计算结果显示，在高反射的环境之下，采用这种设计的组件可以比传统组件产出更加可观的电力。
（来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/p）
关于应用前景，这两项技术都是高度面向产业化的。钢网印刷技术目前已开始逐步在行业内渗透和推广；局部多晶硅设计也处于产业化进程中。预计在未来一年内，它们有望迅速普及，成为行业主流升级技术。这次升级将带来太阳能电池效率的提升、生产成本的降低以及双面发电能力的增强。最终，这将使光伏电站在终端应用时，实现更低的度电成本。
作为一种具有强大内在经济驱动力的能源技术，只要其导入的预期收益大于成本，行业就有强烈的应用意愿。总的来说，本次研究不仅验证了技术集成的可行性，更从理论层面为大规模导入扫清了疑虑、提供了明确指导，可以说吹响了这两项技术规模化应用的号角。
关于后续研究计划，该团队表示这项工作本身可以告一段落，但对于 TOPCon 太阳能电池技术的持续探索仍在继续。TOPCon 作为当前晶硅电池的绝对主流技术，预计未来五年仍将占据市场主导地位。
该团队未来计划将聚焦于几个方向：一是继续致力于 TOPCon 技术本身的持续优化与效率提升；二是将 TOPCon 技术拓展至背接触电池结构；三是探索 TOPCon 与钙钛矿等材料结合的叠层电池技术，以期实现更高的太阳能转换效率。“接下来，我们将以 TOPCon 技术为基石，向更高的光伏效率巅峰攀登。”该团队表示。
参考资料：
相关论文
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S254243512500412X
运营/排版：何晨龙
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