日本松下打破保持15年的晶体硅太阳能电池效率世界记录

松下实现了晶体硅型太阳能电池单元转换效率的世界最高值——25.6％，该数值由日本产业技术综合研究所测量。此前的最高值为1999年3月澳大利亚新南威尔士大学（University of New South Wales，UNSW）创下的25.0％，已经保持了15年之久。



单元转换效率达到25.6％

UNSW的纪录是面积仅为4cm²的小型单元实现的，而松下是在143.7cm²这一实用尺寸的单元上实现的，这一点与UNSW明显不同。面积超过100cm²的晶体硅型太阳能电池单元的转换效率方面，此前的最高值是松下2013年2月发布的24.7％，单元面积为101.8cm²。



采用全新单元结构

松下此次为了提高转换效率，决定大幅更改传统的电池单元结构。该公司此前一直沿用从三洋电机时代继承而来的单元结构，即在硅晶圆的受光面和背面形成非晶硅层的“异质结”，在受光面和背面配置电极。



产综研的测量结果

此次采用的是保留背面的异质结、去掉受光面电极的背接触结构。这种结构可以防止受光面的电极遮挡入射光线，因此能够增加电流量。短路电流密度提高到了41.8mA/cm²，松下2013年2月发布的单元的短路电流密度则为39.5mA/cm²。

另一方面，也许是去掉了受光面非晶硅层的缘故，或者是因为更改了单元厚度，使会受到载流子复合损耗影响的开路电压由0.75V降低到了0.74V，填充因子也从0.832降至0.827。

采用背接触结构有得有失

采用背接触结构后，虽然电池单元的转换效率提高，但也付出了相应的代价，那就是失去了受光面与背面的结构对称性。

松下以前的电池单元的受光面和背面的结构是对称的，因此具有减薄单元厚度时翘曲现象较少的优点。该公司利用这一优点，在厚度仅为100μm左右的薄型单元上取得了不少研究成果。如果能够减小单元的厚度，就能降低材料费。

而背接触结构中，由于受光面与背面的结构不同，因此通常都不利于单元的薄型化。另外，此次实现25.6％转换效率的单元的厚度目前也没有公开。

日本的相关研究方面，夏普与松下一样，也正在大力开发异质结与背接触相融合的结构。其他国家方面，LG电子等企业曾在学会上发表过相关技术。

夏普与松下相反，将背接触构造应用于产品之后，便开始致力于将其与异质结相融合的开发，从而在研发水平上快速提高了转换效率。此次，在异质结研发与实用化方面处于领先地位的松下也开始向异质结与背接触的融合转舵，估计这会对今后的结晶硅型太阳能电池的研发趋势带来影响。