15.8% PCE與20% AVT，全背接觸中性色透明晶體硅太陽能電池，實現(xiàn)無縫模塊化

透明太陽能電池（TSCs）作為太陽能技術(shù)的新前沿，因其在建筑集成光伏（BIPV）和多種創(chuàng)新應(yīng)用中的潛力而備受矚目。然而，制造既高效又美觀的透明太陽能模塊仍然是技術(shù)領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。本研究聚焦于全背接觸（ABC）中性色透明晶硅太陽能電池及無縫透明太陽能模塊的開發(fā)，旨在突破現(xiàn)有技術(shù)限制，為透明太陽能技術(shù)的發(fā)展開辟新路徑。ABC c-Si TSCs的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）達15.8%，平均可見光透過率為20%。美能QE量子效率測試儀提供了精確的光譜響應(yīng)和量子效率數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于優(yōu)化電池的光響應(yīng)和提高光電轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要。

全背接觸透明晶硅太陽能電池（TSCs）的研究成果

ABC c-Si TSCs 的開發(fā)

結(jié)構(gòu)與制備可行性：成功設(shè)計并制備了具有特定結(jié)構(gòu)的ABC c-Si TSCs，各層結(jié)構(gòu)清晰，單元電池制備工藝可行。從不同角度展示的圖像證實了結(jié)構(gòu)的完整性和制備的成功性。

光學性能良好：通過透光率光譜和顏色坐標分析，發(fā)現(xiàn)該電池在保證一定光吸收的同時，能實現(xiàn)較好的透光效果且呈現(xiàn)中性色。這使得該電池在實際應(yīng)用中既能作為能源轉(zhuǎn)換裝置，又能滿足對外觀和透光性的要求，如在建筑和車輛窗戶應(yīng)用中的潛在需求。

不同透光率的 ABC c-Si TSCs 在 CIE 1931 色度圖上的坐標

呈現(xiàn)中性色：這表明 ABC c-Si TSCs 在不同透光率下都能呈現(xiàn)出接近標準日光的中性色，使其外觀與普通玻璃相似，在實際應(yīng)用中（如建筑窗戶、車輛玻璃等）能夠更好地滿足美觀性要求，同時實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)換，具有良好的視覺效果和潛在的廣泛應(yīng)用前景。

透光率與顏色穩(wěn)定性：說明該電池在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)透光率時，顏色特性保持相對穩(wěn)定，不會因透光率的改變而產(chǎn)生明顯的顏色偏差，進一步驗證了其作為透明太陽能電池在光學性能和外觀一致性方面的優(yōu)勢。全背接觸（ABC）透明晶硅太陽能電池（TSCs）與傳統(tǒng)的比較

ABC c-Si TSCs 的光伏性能

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和 ABC 結(jié)構(gòu) c-Si TSCs 的平均光伏性能參數(shù)對比

ABC 結(jié)構(gòu)性能優(yōu)勢顯著：與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，ABC 結(jié)構(gòu)有效降低了反射率，提高了光吸收能力，從而提升了短路電流密度（Jsc），同時減少了前表面復(fù)合，使開路電壓（Voc）提高，最終顯著提高了光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）。

局部接觸設(shè)計進一步優(yōu)化性能：在ABC結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，局部接觸設(shè)計通過減小金屬/Si接觸面積，進一步降低載流子復(fù)合損失，提高了開路電壓（Voc）和填充因子（FF），并在長波長區(qū)域增強了外部量子效率（EQE），使PCE進一步提升。這表明優(yōu)化電極接觸設(shè)計對提高太陽能電池性能至關(guān)重要。無縫ABC c-Si 透明太陽能模塊的研究成果

無縫 ABC c-Si 透明太陽能模塊的結(jié)構(gòu)特性以及電學性能

成功制備無縫透明太陽能模塊：通過特定的制備工藝，成功實現(xiàn)了 16cm2 的無縫 ABC c-Si 透明太陽能模塊的制備，模塊前后側(cè)具有良好的可視性，類似單體結(jié)構(gòu)，在外觀上與傳統(tǒng)玻璃相似，滿足了對美觀性和透明性的要求。

電學性能可靈活調(diào)控：模塊的電壓和功率輸出可通過改變串聯(lián) ABC c-Si TSCs 的數(shù)量進行有效調(diào)控，且能實現(xiàn)串聯(lián)和串并聯(lián)混合連接，提供了多種電學性能組合的可能性，滿足不同應(yīng)用場景對電壓和電流的需求。

性能優(yōu)勢明顯：相比傳統(tǒng)模塊化方式，該模塊無需額外互連金屬線，避免了影響美觀和功率密度損失的問題，展現(xiàn)出在透明太陽能模塊技術(shù)領(lǐng)域的顯著進步，為其在建筑集成光伏（BIPV）等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。實際應(yīng)用中的演示和戶外性能測試

ABC c-Si 透明太陽能模塊的演示

穩(wěn)定性高：通過 100 小時的實時電壓監(jiān)測，ABC c-Si 透明太陽能模塊 Voc 值穩(wěn)定，證實其在長期戶外使用中的高穩(wěn)定性，為實際應(yīng)用提供了可靠保障。

實用性強：成功實現(xiàn)智能手機充電演示，證明模塊可為實際電子設(shè)備供電，展示了其作為發(fā)電玻璃的潛在應(yīng)用價值，在日常電子設(shè)備充電等方面具有實用性。

戶外性能可靠：戶外測試結(jié)果表明，模塊在自然陽光下的性能與常規(guī)太陽能模塊相似，對實時太陽輻射響應(yīng)一致，輸出功率在大部分時段能保持較高水平，進一步驗證了其在實際應(yīng)用中的可靠性和有效性，為其大規(guī)模應(yīng)用于建筑集成光伏（BIPV）等領(lǐng)域提供了有力支持。

在這項突破性的研究中，我們成功地開發(fā)了高效率、中性色彩的全背接觸透明晶硅太陽能電池（ABC TSCs），并實現(xiàn)了無縫透明太陽能模塊的制造。這些模塊不僅在外觀上與普通玻璃難以區(qū)分，而且在自然光下展現(xiàn)出了卓越的性能和穩(wěn)定性，ABC c-Si TSCs的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）達15.8%，平均可見光透過率為20%。未來有望通過改進技術(shù)，推動其在建筑集成光伏領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。美能QE量子效率測試儀

美能QE量子效率測試儀可以用來測量太陽能電池的光譜響應(yīng)，并通過其量子效率來診斷太陽能電池存在的光譜響應(yīng)偏低區(qū)域問題。它具有普遍的兼容性、廣闊的光譜測量范圍、測試的準確性和可追溯性等優(yōu)勢。

• 兼容所有太陽能電池類型，滿足多種測試需求
• 光譜范圍可達300-2500nm，并提供特殊化定制

氙燈+鹵素燈雙光源結(jié)構(gòu)，保證光源穩(wěn)定性

在全背接觸（ABC）透明晶硅太陽能電池（TSCs）的開發(fā)過程中，美能量子效率測試儀為我們提供了精確的光譜響應(yīng)和量子效率數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于優(yōu)化電池的光響應(yīng)和提高光電轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要。

原文出處：All-back-contact neutral-colored transparent crystalline silicon solar cells enabling seamless modularization

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