太阳电池技术研究部成立于2005年,致力于高效低成本新型太阳电池技术开发和提升太阳电池产业化水平的工艺技术改良,包括:硅基太阳电池和化合物薄膜太阳电池技术研究组,研究方向包括多种结构的晶体硅太阳电池,低成本硅基薄膜太阳电池和碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池等。近年来承担了国家863、973、重点研发、自然基金和北京市及中国科学院的诸多科研项目,并积极推动科研成果往企业的转移转化,与多家太阳电池公司建立了项目合作关系或成立了联合实验室。
研究部拥有完备的太阳电池研发平台,工艺设备包括硅片清洗设备、扩散炉、等离子体辅助化学气相沉积设备、原子层沉积设备、磁控溅射、热蒸发、烧结炉、烘干炉、丝印机、电子束蒸发、快速热退火、激光划片机等;检测设备包括电流-电压测试仪、量子效率测试仪、电容-电压测试仪、光荧光/电荧光测试仪、少子寿命测试仪、霍尔效应测试仪、深能级瞬态谱、台阶仪等。
研究部在太阳电池研究方面主要取得如下科研结果:2011年在激光掺杂选择性发射极太阳电池方面,已研制出转换效率达到18.4%的多晶硅太阳电池(156×156 mm2)和19%的单晶硅太阳电池(125×125 mm2)。研究部与上海超日太阳能科技有限公司(现协鑫集成科技股份有限公司)合作,建成了MW级非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(SHJ)中试线,2015年电池效率达到21%以上。之后,与汉能合作,2019年在156 ×156 mm2 商用硅衬底上采用产业化技术制备的电池效率已达到23.4%以上;并进一步开展柔性超薄硅异质结太阳电池的研究,转换效率也已达到22%以上。
薄膜太阳电池研究方面,2015年玻璃衬底上开发的单结非晶硅锗电池效率达到10.33%(信息产业化学物理电源产品质量监督检验中心认证),CdTe薄膜太阳电池效率达到14.4%(中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证);此外,研制的铁电半导体耦合光伏器件不仅获得了证实这种新型器件工作原理的可靠数据,而且电池效率达到了13.2%。通过开展新型有机-无机杂化钙钛矿太阳电池的研究,探索得到掺杂提高电池开路电压的技术方法。
常规与柔性超薄晶硅异质结太阳电池
Traditional and flexible ultrathin c-Si SHJ Solar Cell