借助高电阻率硅片，中国太阳能电池板的转换效率创下新纪录，2024年的发电量将超过584太瓦时。

在提升太阳能效率的竞争中，中国又取得了新的进展。该亚洲国家的研究人员和制造商通过优化硅片处理工艺，成功提高了光伏电池的性能。

这一进展有助于在无需增加安装面积的情况下提升电力产量。

全球光伏能源发展现状

这项研究是在全球太阳能产业快速发展的背景下进行的，而中国则是该领域的主导力量。根据DPV Energy 2024年的数据，中国通过光伏太阳能产生了584太瓦时的电力，这一数值位居世界首位。紧随其后的是美国，为238太瓦时；印度为113太瓦时；日本为110太瓦时。

在欧洲，尽管德国的太阳辐射强度低于该大陆南部国家，但它仍以62太瓦时的发电量保持领先地位。其优势得益于多年来持续实施的扶持政策，如补贴、税收优惠以及有利于自用和可再生能源发电的管制电价。

在西班牙的例子中，这种对比尤为明显。作为世界上阳光最充足的国家之一，西班牙每年有300多天的日照时间，太阳辐射时长在2,500到3,000小时之间，但其光伏潜力尚未得到充分开发。

高电阻率新型硅片

在如此快速的发展和技术竞争环境下，最具影响力的企业之一便是隆基绿能科技。该公司成立于2000年，被视为全球最大的单晶硅产品制造商，而单晶硅技术目前是太阳能行业中最高效的。该公司的业务涵盖五个主要领域，其中最为突出的是光伏硅片、电池及组件的生产，包括广为人知的Hi-MO系列太阳能板，这些产品既可用于住宅建筑，也可用于大型太阳能电站。

隆基与中山大学的研究人员共同开发的最新成果，旨在提升高电阻率硅片的性能。相较于通过直拉法制成的具有中等或低电阻率的传统硅片，这类材料在效率方面具有理论优势，同时还具备更高的机械强度和更好的热应力耐受性，这不仅便于工业化加工，还能降低生产过程中的损坏风险。

然而，最初的测试显示了一个问题：高电阻率的薄片其性能往往低于预期。分析表明，在最大功率点处，这些薄片的过剩载流子密度较高，且浓度梯度较为平缓。这种特性会降低载流子的积累，并增加其在边缘处发生复合的敏感性。

实际上，如果没有采取特殊处理措施，薄片的边缘就会成为电荷损耗点，从而抵消该材料的理论优势。

该团队提出的解决方案是边缘钝化处理，这一工艺能够降低损耗并控制重新组合现象。研究人员发现，高电阻率与有效的钝化处理相结合对于实现最佳性能至关重要，因为这样的薄片更容易进入高注入状态，而这种物理特性有助于提升填充因子，进而提高效率。

借助这种控制机制，这些薄片能够更有效地收集载流子，从而将其理论潜力转化为更高的实际性能。

为验证这一工艺，该团队使用了高电阻率硅片和标准的Czochralski硅片，制造出了尺寸为18.3厘米×9.1厘米的背接触指形混合太阳能电池。实验的主要区别在于，在高电阻率硅片中，通过气相化学沉积时未在边缘处形成氮化硅层，这使得SiOx/n-poli-Si钝化层暴露在外，并在湿法化学清洗过程中被部分去除。

整个制造流程包括多个工业步骤：湿法化学清洗、化学气相沉积（CVD）、磷扩散、原子层沉积（ALD）、激光成型、物理气相沉积（PVD）、电气绝缘处理以及丝网印刷。

随后，这些电池通过IV曲线测试仪、晶圆测量系统、透射电子显微镜以及仿真工具进行了分析。

测试结果证实了处理效果：有效的边缘钝化处理提升了低电阻率和高电阻率电池的性能，不过后者的性能提升更为显著。

这一具有技术意义且对工业领域有深远影响的进展，进一步推动了该行业在硅材料上的持续改进趋势——硅至今仍是全球90%以上太阳能电池板的核心材料。在这样一个每提升一点效率就能降低成本并提高单位面积产量的市场中，此类技术发展不仅巩固了中国的技术领先地位，也为实现能源