在該研究的鈣鈦礦 / TOPCon 疊層太陽能電池制備流程中，界面質量直接影響載流子傳輸與器件最終效率。研究團隊選用CIF UVO 9 紫外臭氧清洗機，完成核心的基底表面羥基化處理步驟。

   通過紫外光與臭氧的協同作用，溫和且高效地去除基底表面的有機殘留污染物，提升表面能與浸潤均勻性，為后續 IZO 復合層、NiOx 空穴傳輸層、鈣鈦礦薄膜等功能層的高質量沉積奠定良好基礎，有效降低界面缺陷、提升層間結合力，助力器件實現更高的電壓與更穩定的輸出。

本次發表于《Nature Energy》的研究，圍繞硅基及鈣鈦礦 / 硅疊層太陽能電池展開技術攻關與性能優化，核心成果可概括為四大方面，同時驗證了新型電池架構的產業化潛力：

  1. 研發高效雙面隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）電池，認證效率達 26.34%設計正面圖案化 n 型 TOPCon 指狀電極 + 背面全區域雙層 p 型 TOPCon 發射極的 Finger TOPCon 電池架構，突破傳統 TOPCon 電池正面復合損耗的固有局限；制備的全尺寸電池實現743.2 mV 的高開路電壓、85.0% 的填充因子，經認證光電轉換效率（PCE）達26.34%，且器件表現出優異的濕熱穩定性，光致衰減（LID）、光致高溫衰減（LeTID）可忽略不計，WQ適配工業生產要求。

  2. 攻克 TOPCon 電池關鍵制備難題，優化核心鈍化接觸結構正面紋理化表面：通過臭氧 - QFS溶液制備圓形金字塔紋理、梯度熱場（GTF）提升多晶硅結晶度、優化磷摻雜濃度（3.3×102? cm?3），實現圖案化 SiO?/ 多晶硅（n?）鈍化接觸的低復合（J?=0.6 fA cm?2）與低接觸電阻率（0.61 mΩ cm2）；背面平面表面：開發雙層 SiO?/ 多晶硅（p?）鈍化接觸結構，優化隧道氧化層生長工藝、多晶硅晶化與硼摻雜參數，搭配改性銀漿設計，實現背面接觸電阻率低至 0.55 mΩ cm2，大幅降低背面復合損耗。

  3. 制備鈣鈦礦 / TOPCon 疊層電池，認證效率刷新至 32.73%將上述高性能雙面 TOPCon 電池作為底電池，與寬帶隙鈣鈦礦頂電池集成，制備單節單片式鈣鈦礦 / TOPCon 疊層太陽能電池；器件經認證 PCE 達32.73%，開路電壓高達 1.961 V，填充因子 81.83%，短路電流密度 20.40 mA cm?2，各項性能指標均優于現有同類疊層電池報道結果。

  4. 疊層電池兼具優異穩定性，且技術路線適配工業量產該鈣鈦礦 / TOPCon 疊層電池在氮氣氛圍、室溫連續 1-sun 光照下，經 2000 小時最大功率點跟蹤測試，仍能保持初始效率的 80%，表現出出色的長期工作穩定性；同時，核心的雙面 TOPCon 底電池制備工藝與現有光伏工業產線WQ兼容，疊層電池的關鍵制備步驟無特殊苛刻要求，為后續產業化落地提供了可規模化的技術路徑。

圖 3 | 制絨前表面上的 SiOx/poly?Si (n?) 鈍化接觸結構

a）圓形金字塔絨面的截面 SEM 圖。b,c）常規熱場（b）與梯度溫度場（GTF）（c）下多晶硅（poly?Si）的俯視 SEM 圖。d）GTF 條件下 poly?Si 的截面 SEM 圖。e）有無 GTF 處理的 poly?Si 拉曼光譜。f）經 SiOx/poly?Si (n?) 鈍化的織構化 n?Si 有效少子壽命隨注入水平的變化（有無 GTF 對比）。g）采用電化學電容?電壓法（ECV）測得的磷摻雜濃度分布。h）經 SiOx/poly?Si (n?) 鈍化的織構化 n?Si 的飽和暗電流密度 J? 與隱含開路電壓 iV?c 隨磷摻雜濃度的變化關系。均值的誤差棒為 5 個樣品的標準差。i）織構化 n?Si 上 SiOx/poly?Si (n?) 的接觸電阻率 ρc 隨磷摻雜濃度的變化關系。柱狀圖與誤差棒分別為 5 個樣品的平均值與標準差。

圖 4 | 背側雙層 SiOx/poly?Si (p?) 鈍化接觸

a）雙層 SiOx/poly?Si (p?) 結構的高角環形暗場像（HAADF）及 EDX 元素分布圖。b）經雙層 SiOx/poly?Si (p?) 鈍化的平面 n?Si 的隱含開路電壓 iV?c 隨熱氧化生長 SiOx 厚度的變化關系。c）有無預退火處理的硼擴散多晶硅薄膜拉曼光譜。d,e）經雙層 SiOx/poly?Si (p?) 鈍化的平面 n?Si 的隱含開路電壓 iV?c 隨 poly?Si (p?) 結晶度（d）及硼摻雜濃度（e）的變化關系。b、d、e 中柱狀圖與誤差棒分別為 3 個樣品的平均值與標準差。f）n?Si 上雙層 SiOx/poly?Si (p?) 的接觸電阻率 ρc 隨銀粉中堿金屬氧化物含量的變化關系。f 中均值誤差棒為 6 個樣品的標準差。g）燒結后雙層 SiOx/poly?Si (p?) 與銀電極接觸界面的截面 SEM 圖。