中國光伏技術新突破：寧波材料所實現26.09%轉換效率雙面電池

馬斯克在 2026 年開年采訪中預測稱，中國擁有巨大的電力產能、太陽能和電池制造能力，以及高效的政策執行力。他認為芯片制程的邊際收益遞減，反而讓在能源和規模上占有優勢的中國更容易追趕其他國家。

（來源：https://www.youtube.com/watch?v=RSNuB9pj9P8）

而中科院寧波材料所研究員葉繼春和團隊造出的一款能夠雙面發電的太陽能電池（TOPCon，tunnel oxide passivating contact），為中國的能源優勢又添了一塊磚。

這一成果讓一塊標準的工業太陽能電池的光電轉換效率達到驚人的 26.09%，創造了投稿時新的記錄。這意味著使用同樣的陽光，能夠變成更多的電，而且制作成本更低，甚至在反射光較多的雪地以及沙灘上，都能發揮意想不到的威力。

圖 | 葉繼春（來源：葉繼春）

研究中，他們放棄了傳統的絲網印刷，采用一種像精密鋼印章一樣的鋼網印刷技術。這項技術能夠雕刻出更細、邊緣更陡直的銀色柵線。這樣一來能夠遮擋的陽光就會變少，更多的光子能夠達到硅片從而被吸收，從而能夠提升電流。

圖 | 論文第一作者杜浩江（來源：杜浩江）

同時，所使用的銀漿也會大大減少，降低了昂貴原料的成本。該團隊還特別優化了銀漿配方，讓它和硅片可以接觸得更好，從而讓電阻更小，讓電流的流過變得更加輕松。

他們還意識到，電池背面的那層硅材料并不需要被完全覆蓋，只需要在連接電極的關鍵區域保留即可，其他部分完全可以去掉。這樣一來就能去掉多余的材料，大大減少電池背面對于光的寄生吸收，讓更多的光能夠為發電做出貢獻。同時，空出來的區域使用其他更好的鈍化材料覆蓋，保護效果反而更佳。

圖 | 研究人員在做實驗（來源：該團隊）

這個局部戰術帶來了一個巨大的優勢，那就是實現了大約 90% 的超高雙面率。這意味著電池背面利用反射光發射的能力極強。那么，在雪地、白沙地面或者特殊設計的白色屋頂上，當陽光從天空照射下來，會被地面反射到電池背面。這意味著這種雙面電池可以前后夾擊，從而可以吸收更多能量，讓其發電量遠遠超過傳統電池。

（來源：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/p）

該團隊告訴 DeepTech：“需要說明的是，鋼網印刷和局部多晶硅設計本身并非由我們首次提出。然而，我們是首次將這兩項技術成功集成應用于工業級 TOPCon 電池上，并率先獲得了德國哈梅林太陽能研究所認證的 26% 以上效率（在論文投稿時）。因此，最主要的突破在于面向工業量產的技術集成與驗證。”

那么，這些改進是如何被驗證和被看見的？事實上，該團隊動用了各種高科技顯微鏡。

他們使用掃描電子顯微鏡看到了鋼膜雕刻出的銀色柵線更加精細和規整。通過電學測試和模擬計算，他們描繪出了電流在電池里是如何流動的。模擬結果清楚地顯示，當背面硅材料覆蓋區域從 100% 減到 30% 的時候，雖然電流在橫向傳輸的時候會遇到一點阻力，但是減少“偷光”和提升鈍化效果帶來的好處遠遠大于這點損失，總效率不降反升。

實驗數據是最好的證明：在正面標準光照之下，冠軍電池實現了 26.09% 的轉換效率。當從背面照射的時候，它的性能也極其出色，雙面率達到 90%。計算結果顯示，在高反射的環境之下，采用這種設計的組件可以比傳統組件產出更加可觀的電力。

（來源：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/p）

關于應用前景，這兩項技術都是高度面向產業化的。鋼網印刷技術目前已開始逐步在行業內滲透和推廣；局部多晶硅設計也處于產業化進程中。預計在未來一年內，它們有望迅速普及，成為行業主流升級技術。這次升級將帶來太陽能電池效率的提升、生產成本的降低以及雙面發電能力的增強。最終，這將使光伏電站在終端應用時，實現更低的度電成本。

作為一種具有強大內在經濟驅動力的能源技術，只要其導入的預期收益大于成本，行業就有強烈的應用意愿。總的來說，本次研究不僅驗證了技術集成的可行性，更從理論層面為大規模導入掃清了疑慮、提供了明確指導，可以說吹響了這兩項技術規模化應用的號角。

關于后續研究計劃，該團隊表示這項工作本身可以告一段落，但對于 TOPCon 太陽能電池技術的持續探索仍在繼續。TOPCon 作為當前晶硅電池的絕對主流技術，預計未來五年仍將占據市場主導地位。

該團隊未來計劃將聚焦于幾個方向：一是繼續致力于 TOPCon 技術本身的持續優化與效率提升；二是將 TOPCon 技術拓展至背接觸電池結構；三是探索 TOPCon 與鈣鈦礦等材料結合的疊層電池技術，以期實現更高的太陽能轉換效率。“接下來，我們將以 TOPCon 技術為基石，向更高的光伏效率巔峰攀登。”該團隊表示。

參考資料：

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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S254243512500412X

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