近日，一道新能联合三峡集团科学技术研究院共同研发的用于钙钛矿/TOPCon四端叠层组件的底电池和组件技术获得重大突破，搭载一道新能双面TOPCon底电池的钙钛矿/晶硅四端叠层组件完成批量出货，开始应用于三峡能源50MW光伏先进技术发电示范基地，其中双面钙钛矿/TOPCon四端叠层组件电站容量为500kW，项目建成后将成为全国首个使用双面TOPCon电池实现四端钙钛矿/晶硅叠层电池组件示范应用项目。

双面钙钛矿/硅四端叠层电池原理图

突破瓶颈

双面钙钛矿/TOPCon四端叠层组件由一个宽带隙钙钛矿电池和一个窄带隙的TOPCon电池组成。宽带隙与窄带隙电池叠层拓宽了太阳光光子的利用率，因此叠层电池具有比单结电池更高的极限光电转化效率，一道新能理论模拟研究表明, 四端钙钛矿/TOPCon的极限效率可达40%以上。

近年来，TOPCon技术已经替代PERC技术成为晶硅光伏市场的主流，预计2024年的市场份额将超过70%，具有效率高、发电量高、双面率高、成本低的特点，一道新能TOPCon 4.0 Plus电池开路电压超过742mV，已经成为叠层电池技术的理想底电池。与常规单结TOPCon电池应用不同，叠层电池吸收的太阳光谱分别被顶电池和底电池吸收，因此突破高效率叠层太阳能电池的关键技术是TOPCon电池红外光谱效率足够高，TOPCon电池能够极大吸收从顶电池透过的红外光，得到更高的转换效率。

一道新能研发的用于双面四端双面钙钛矿/TOPCon叠层电池的底电池技术，底电池采用最先进的TOPCon 4.0 Plus技术，创新使用背面钝化势垒再塑技术、背面光反射技术、超薄多晶硅沉积技术，使TOPCon电池的长波长响应提升了20%以上，开发出适合叠层技术底电池的TOPCon电池。据第三方CNAS实验室测试报告表明，其TOPCon底电池发电效率占四端叠层组件的40%，远超出了通常底电池效率占比约1/3的限制，该项目钙钛矿/TOPCon四端叠层组件光电转换效率达25.4%。同时，TOPCon底电池的双面率高达85%，底电池双面电池特性使其能有效收集背面的光，从而增加了载流子的产生，使叠层电池的发电量进一步增加。

双面钙钛矿/TOPCon四端叠层组件结构图

持续创新

双面钙钛矿/TOPCon叠层组件采用四端叠层设计，与两端叠层电池相比，最大优势是顶电池与底电池在制备和使用过程中互相独立，不需考虑顶电池与底电池的工艺兼容问题以及顶电池与底电池的电流匹配问题，可以从TOPCon组件和钙钛矿端分别研发和优化，具有经济性和可落地的产业化应用前景。

该项目中期验收评审专家组组长、光伏材料与电池全国重点实验室主任，南开大学赵颖教授表示，该项目双面钙钛矿/TOPCon叠层组件采用TOPCon电池作为底电池取得了多项技术突破，有效提升红外光的量子效率，支撑了四端钙钛矿/晶硅叠层组件提升效率，未来还具有非常大的效率提升空间。一道新能CTO宋登元博士表示，四端叠层组件能够灵活地分配入射光谱，不需要电流匹配，能够最大的发挥TOPCon作为晶硅底电池的优势。一道新能前瞻性布局了“一主三翼”全景技术路线，以TOPCon作为平台技术支撑，多种技术路线齐头并进，目前各项创新型技术均已取得预期的阶段性成果。搭载一道新能TOPCon底电池，与钙钛矿技术等相结合形成的钙钛矿/TOPCon两端叠层电池（TSiP）目前效率达到33.2%。本次双面钙钛矿/TOPCon叠层电池的底电池的研制成功，进一步证明了TOPCon电池优异的平台技术特点。

未来，一道新能将持续加大新技术的研发，提升科研投入，特别是推动新技术的产业化落地，通过供应链优化和智能制造等技术手段，降低新型光伏组件的生产成本，满足我国清洁能源转型的战略需求。