在全球能源需求持续增长的背景下，光伏技术的关键作用愈加凸显。其中，硅基太阳能电池凭借其技术成熟度、长期稳定性、无毒环保和材料丰富性，在光伏市场占据了主导地位。近年来，异质结太阳能电池因其独特的结构设计脱颖而出。其通过消除传统的掺杂扩散工艺，并将晶体硅与金属接触层有效隔离，显著提升了器件的光电转换效率。
近日，深圳技术大学张瑜老师与唐泽国老师团队在国际知名期刊《Nano Energy》（Q1，IF：16.8）上发表了一篇题为《硅异质结太阳能电池中选择性钝化接触的最新进展》的综述论文。这项研究全面回顾了过去十年间异质结太阳能电池领域的重要技术突破，特别是选择性钝化接触技术的创新，为推动硅基太阳能电池的效率提升和稳定性增强提供了重要支持。
图表1a) 2000-2024年间异质结（HJT）太阳能电池最高光电转换效率（PCE）记录的提升情况及累积发表论文数量。论文数量数据来源于Scopus（www.scopus.com）。选择性钝化接触在HJT太阳能电池中按掺杂硅基材料、金属化合物和有机材料分类的进展情况，分别体现在b)开路电压（Voc），c)短路电流密度（Jsc），以及d)填充因子（FF）数值。
该论文系统探讨了异质结电池中选择性钝化接触的技术演变，深入分析了掺杂硅基材料、金属化合物和有机材料等多种接触层的最新研究成果。目前无掺杂材料在效率上仍落后于掺杂硅基材料，其表面钝化效果仍有待进一步优化，但其在填充因子方面的表现展示了未来其在载流子提取效率提升上的巨大潜力。对比来看，掺杂硅基材料在电学性能上展现了优异表现，但伴随了一定的光学损失。
该论文系统的指出：异质结太阳能电池效率的提升很大程度上依赖于选择性钝化接触技术的不断进步，特别是材料性能的提升和结构设计的优化。目前，异质结背接触晶硅太阳能电池的光电转换效率世界纪录已经达到27.30%，非常接近晶体硅电池的理论极限29.4%，这体现了异质结技术在工业化效率提升方面的巨大潜力。然而，异质结技术的实际大规模应用仍面临包括材料成本以及制造工艺优化等方面的挑战。
张瑜老师与唐泽国老师团队表示，该领域内未来的研究方向将进一步聚焦于钝化选择性接触材料与工艺的优化。这篇文章不仅为该领域的研究者提供了详尽的技术指引，也为光伏行业开发出更高效、成本效益更高的技术方案指明了前进方向。论文由新材料与新能源学院张瑜老师以深圳技术大学为第一单位、第一作者和共同通讯作者发表。唐泽国副教授为该论文共同通讯作者，我校硕士研究生施廷澍、黑晶光电段磊平博士、澳大利亚新南威尔士大学Bram Hoex教授为共同作者。
【文章链接】
Progress in passivating selective contacts for heterojunction silicon solar cells
https://authors.elsevier.com/a/1jqpg7soS89zLg
【通讯作者简介】
张瑜老师简介：张瑜，工学博士，深圳技术大学讲师。2011年进入中南大学材料科学与工程专业攻读本科学位。同年参与中南大学与澳大利亚莫纳什大学（Monash University）的中澳联合培养项目，在2016年同时获得中南大学与莫纳什大学授予的荣誉学士学位证书。2015年进入澳大利亚新南威尔士大学的光伏与可再生能源工程学院，于2017年获得光伏太阳能工程的硕士学位（优秀）证书。其后，师从原子沉积氧化铝的开创者Bram Hoex教授攻读博士学位，并于2022年7月获得光伏工程的博士学位。2023年10月加入深圳技术大学唐泽国教授团队任讲师，现主要研究方向包括：硅太阳能电池的制备与优化，硅太阳能电池的光学损失、材料缺陷研究与器件失效分析，钙钛矿/硅叠层太阳能电池的失效分析，等等。张瑜博士近五年在太阳能电池方向发表超过20篇科学论文（其中第一作者5篇），H10-index 19，曾在2020年被《澳大利亚人》杂志社评为澳大利亚最有潜力的40位青年学者。
唐泽国老师简介：唐泽国，博士，新能源科学与工程系系主任，副教授。深圳市海外高层次“孔雀计划”人才（C类）。2005年在兰州大学获得学士学位，2010年在兰州大学获得博士学位，2013年在日本埼玉大学获得工学博士学位。2013年4月至2016年2月历任日本立命馆大学博士后研究员、助理教授，2016年3月至2018年3月任日本东京大学特任助理教授。2018年4月至2020年3月任汉能薄膜发电集团成都研发中心钙钛矿技术总监，主持钙钛矿电池项目研发工作。2020年4月加入深圳技术大学新材料与新能源学院。已发表科研论文70余篇，已授权国际发明专利1项，主持及参与日本学术振兴会（JSPS）和新能源产业技术综合开发机构（NEDO）基金项目多项。获得日本文部科学省国费奖学金1次，EUPVSEC2015年最佳海报奖1次，AP-HOPV2018年Weily Prize 1次，汉能薄膜发电集团2018年科技创新铜奖。主要从事硅异质结电池、化合物薄膜电池和钙钛矿太阳电池的研究，研究成果被日经技术（Nikkei Techonology）、日本工业新闻（Japan Industry News）、中华人民共和国科技部等媒体和机构报道。
