Pin mặt trời công nghiệp đạt hiệu suất 26,09% với lượng bạc sử dụng giảm và hiệu suất hai mặt tốt hơn
Bởi Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc
Pin mặt trời TOPCon công nghiệp hiệu suất cao. Nguồn: NIMTE
Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Ye Jichun từ Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba (NIMTE) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu, hợp tác với các đối tác, đã đề xuất một giải pháp kỹ thuật tổng hợp cho phép pin mặt trời tiếp xúc thụ động oxit đường hầm (TOPCon) công nghiệp đồng thời đạt được hiệu suất cao, chi phí thấp và hiệu suất phát điện hai mặt tuyệt vời.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Joule.
Là một công nghệ quang điện chủ đạo trong thị trường quang điện silicon tinh thể hiện nay, pin mặt trời TOPCon chiếm hơn 70% thị phần toàn cầu, nhờ hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) cao, tính cạnh tranh về chi phí và khả năng sản xuất hàng loạt.
Tuy nhiên, sự phát triển công nghiệp của họ bị cản trở bởi những thách thức cấp bách, bao gồm lượng tiêu thụ keo bạc cao, tổn thất quang học ký sinh và hiệu suất hai mặt hạn chế—tất cả đều cản trở việc cải thiện hiệu suất và nỗ lực giảm chi phí hơn nữa.
Để giải quyết những vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một giải pháp kỹ thuật có thể áp dụng trực tiếp vào sản xuất hàng loạt. Sử dụng các tấm silicon M10 công nghiệp, giải pháp này sử dụng quy trình in khuôn thép độ chính xác cao để chế tạo các ngón kim loại mặt trước của các tế bào, đồng thời tích hợp cấu trúc tiếp xúc polysilicon cục bộ ở mặt sau.
Quy trình in khuôn thép mặt trước cho phép sản xuất các ngón kim loại siêu hẹp, giảm lượng tiêu thụ keo bạc của các tế bào xuống 0,12 mg/watt (mg/W). Khi kết hợp với keo bạc được cải tiến, quy trình này tạo thành các cụm nano bạc dày đặc tại giao diện tiếp xúc giữa các điện cực và tấm silicon, làm giảm điện trở tiếp xúc xuống 2,4 milliohm-centimet (mΩ·cm²).
Trong khi đó, thiết kế cấu trúc cục bộ ở mặt sau giúp giảm thiểu hiệu quả sự hấp thụ quang học ký sinh, nâng cao tính hai mặt của tế bào lên khoảng 90%.
Nhờ những cải tiến này, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công một tế bào quang điện TOPCon công nghiệp với hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) được chứng nhận là 26,09%. Chiến lược này phá vỡ sự đánh đổi truyền thống giữa hiệu suất, chi phí và hiệu năng hai mặt - một hạn chế quan trọng trong quá trình phát triển TOPCon trước đây.
Công trình này cung cấp một giải pháp khả thi và có thể mở rộng quy mô để sản xuất các tế bào TOPCon hiệu suất cao, chi phí thấp.
Thông tin thêm: Haojiang Du và cộng sự, In khuôn thép và tiếp xúc polysilicon cục bộ cho phép chế tạo tế bào quang điện tiếp xúc thụ động oxit đường hầm cấp công nghiệp hiệu suất 26,09%, Joule (2025). DOI: 10.1016/j.joule.2025.102231
