2022上半年太阳电池最高效率刷新榜！
整理出品 | PV-Tech中文编辑部
每日光伏新闻
当前，研发更高效率、更低成本的太阳电池是实现光伏发电获得更大发展的关键，也将为实现“双碳”目标提供重要科技支撑。
2022 年1-6月，以钙钛矿、异质结为代表的新一代高效太阳电池转换效率屡次被刷新，充分展现了新一代技术的可观技术及市场前景，PV-Tech对此进行了跟踪梳理，具体如下。
多结太阳电池
47.6%！Fraunhofer ISE创下四结太阳电池效率记录
2022年5月，弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)的研究人员声称，他们创造了47.6%的太阳电池效率新纪录。
该团队表示，由于改进了用于串联电池结构的四层抗反射涂层，在加强太阳照射的条件下，四结电池的效率已从46.1%提高到47.6%。这减少了电阻损失和电池正面的反射。
这种太阳电池的层状结构是ISE在2016年与法国半导体制造商Soitec一起开发的。上层串联太阳电池由磷化镓铟(GaInP)和砷化镓铝(AlGaAs)制成，连接到由磷化镓铟(GaInAsP)和砷化镓(GaInAs)制成的下层串联太阳电池。
39.5%！NREL三结太阳电池效率创新记录
同月，美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员研制出一种太阳电池。在单太阳光照标准测量条件下，电池效率达到创纪录的39.5%，取得了各种类型太阳电池中的最高效率。
名为《厚量子阱超晶格实现三结太阳电池39.5%的地面效率和34.2%的空间效率》的文章概述了这一进展的详情，该论文发表在《焦耳》杂志五月刊上。
值得一提的是，近期几款最佳太阳电池都采用了NREL发明的倒置形变多结(IMM)结构。这种新的增强型三结IMM 太阳电池已被添加到最佳研究-电池效率表中。图表展示了太阳能实验电池取得的成功，包括了日本夏普公司在2013年创造的、37.9%的三结IMM记录。
异质结电池效率
25.4%！隆基创造无铟HJT电池效率纪录
3月，经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)认证，隆基研发团队在M6全尺寸(274.5cm2)单晶硅片上创造了无铟HJT电池25.40%转换效率的新世界纪录。
据介绍，此次认证的无铟HJT电池基于团队前期开发的先进表面钝化技术，采用低成本无铟靶材制备透明导电氧化膜，通过工艺创新，在完全不使用铟的情况下，仍然能保持较高的转换效率。
25.47%！隆基大尺寸p型HJT电池效率创世界纪录
3月，隆基采用掺镓p型硅片制备的硅异质结电池(p-HJT)获得效率新突破：完全利用可量产工艺在全尺寸(M6尺寸，面积274.3cm²)单晶硅片上，创造了转换效率为25.47%的大尺寸p型光伏电池效率世界纪录，进一步验证了低成本异质结量产技术的可行性。
此次效率突破，隆基研发团队探索出了针对异质结电池的p型硅片工艺方案，结合优异的界面钝化技术，使得p-HJT电池的VOC（开路电压）达到747.6 mV。
25.62%！迈为实现低铟低银异质结电池效率新纪录
4月，经权威认证机构德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测试，迈为股份采用低铟含量的TCO工艺结合银包铜栅线，在全尺寸(M6，274.5cm²)单晶硅异质结电池上获得了25.62%的光电转换效率。
此次认证的电池采用磁控溅射的方法，通过最新的低铟含量解决方案，单片铟的使用量在原来的基础上降低了50%，如果叠加设备降铟的方案再降低40%，可以将铟用量降低到现有水平的30%；加之银包铜栅线带来的银耗量降低55%，仅此两项工艺的结合将显著降低异质结电池的制造成本。
25.18%！异质结电池转换效率
5月，中国科学院上海微系统与信息技术研究所刘文柱、刘正新团队报道了光处理可以有效地提高掺硼a-Si:H薄膜(p-a-Si:H)的暗电导率，通过将此效应应用于SHJ太阳能电池，可在244.63 cm2的晶片上实现了25.18%的总面积功率转换效率，FF为85.42%。
相关工作以Light-induced activation of boron doping in hydrogenated amorphous silicon for over 25% efficiency silicon solar cells为题在Nature Energy上发表论文。
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钙钛矿电池效率
26.4%！全钙钛矿串联叠层电池创效率纪录
由加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授课题组牵头、南京大学主要参与的国际联合研究团队用4-三氟甲基苯基铵替代传统的苯乙基碘化铵作为添加剂加入到铅锡混合钙钛矿前驱体中，实现了对钙钛矿薄膜缺陷的有效钝化，抑制了非辐射的复合损失，增强了电池性能，使得Pb-Sn钙钛矿电池效率突破了22%，进而以此为底电池与溴碘混合卤素钙钛矿顶电池串联形成叠层结构，获得了高达26.4%的转换效率，为目前文献报道的全钙钛矿叠层太阳电池效率的最高值。
该项研究由于整个器件全部采用钙钛矿材料，相比传统的基于晶硅电池叠层电池成本显著减少。为太阳电池进一步降本增效提供了潜在可行的技术解决方案。相关研究成果发表在《Nature》。
反型钙钛矿电池效率首超24%
华东师范大学教授方俊锋团队与中科院宁波材料技术与工程研究所副研究员李晓冬合作，创造了新的反型钙钛矿电池效率世界纪录，转化效率首次实现大于24％，相关研究成果论文发表在《科学》杂志。
该研究突破了反型器件效率低这一长期困扰钙钛矿电池发展的瓶颈，为钙钛矿电池研究开辟了新的思路与方向。除了提高反型钙钛矿电池的转化效率，该研究还实现了电池稳定性的大幅提升。
新型倒置钙钛矿电池效率达23.9%！
4月，多伦多大学应用科学与工程学院的研究人员在Sargent Group实验室对倒置钙钛矿太阳电池结构进行了研究，致力于寻找一种高效节能且价格合理的替代太阳能技术。
研究人员利用量子力学原理引导倒置钙钛矿太阳电池中的活性层，Sargent实验室团队将钙钛矿太电池的结构倒置，实现替代制造技术。
经工艺处理后，钙钛矿电池的转换效率达到23.9%。即使在室温下运行1000小时后，效率水平也没有下降。
22.6%！刷新大面积钙钛矿电池新认证稳态效率
澳大利亚国立大学团队提出了一种可使用工业化常规磁控溅射(Sputter)沉积技术制备的、高导电性氮掺杂二氧化钛(N-doped TiOx)电子传输层。
他们大幅度地提高了钙钛矿太阳电池的器件填充因子，为解决大面积(1cm² 及以上)钙钛矿太阳电池器件填充因子提供了新方案。
1月，相关论文以《填充因子超过 86% 的厘米级钙钛矿太阳能电池》（Centimetre-scale perovskite solar cells with fill factors of more than 86 percent）为题发表在 Nature。
20.2%！北京大学超薄超轻钙钛矿太阳电池效率新突破
6月，近日，来自中国北京大学的研究人员开发了一种基于3μm厚聚合物的钙钛矿薄膜超轻太阳电池。该电池在经平坦化转印处理的Parylene-C衬底之上，采用锆、钛、镓掺杂的氧化铟作为透明电极，实现了具有20.2%高效率的超轻超薄柔性钙钛矿器件，转换效率与传统厚度的钙钛矿电池相当。
北京大学研究人员的相关研究成果以 “超轻柔性钙钛矿太阳能电池(Ultralight Flexible Perovskite Solar Cells)”为题在线发表于Science China Materials。
钙钛矿组件效率
21.7%稳态！南大刷新钙钛矿组件最高世界效率
5月，南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授课题组，运用涂布印刷、真空沉积等量产化技术，在国际上首次实现了全钙钛矿叠层光伏组件的制备，开辟了大面积钙钛矿叠层电池的量产化、商业化的全新路径。
经国际权威第三方测试机构认证，大面积组件稳态输出效率高达21.7%，是目前报道钙钛矿光伏组件的世界最高效率，被最新一期的《太阳电池世界纪录表》（Solar cell efficiency tables）收录。
相关成果于2022年5月13日，以“Scalable processing for realizing 21.7% efficient all-perovskite tandem solar modules”为题发表在《Science》期刊上。
18.2%！极电光能钙钛矿组件效率创新记录
4月，经中国计量科学研究院检测认证，极电光能研发团队在300cm²的大尺寸钙钛矿光伏组件(SubModule)上，创造了18.2%转换效率新的世界纪录。
据介绍，此次认证的300cm²大尺寸钙钛矿光伏组件，是依托团队独创的钙钛矿光伏创新技术——可实现大面积制备、高效率和高稳定性的“极创+”整体解决方案进行开发，通过工艺创新，保证在组件面积放大的同时，仍然能保持较高的转换效率。
责任编辑：肖蓓
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