基于LPCVD形成的“钝化针孔”：高效率TOPCon太阳电池界面解析

张文倩¹，章康平²，白钰骅¹，张媛媛¹，杨宽¹，陈兵兵¹，杨学良¹，李家栋²，

孙亚楠²，吴燕²，李灵芝²，张旭宁¹，高青¹，任雨珂¹，郭静¹，张璐¹，杨德华¹，陈静伟¹，常萱¹，刘岩鑫^3，4，*，伞星源^1，*，宋登元^2，*，陈剑辉^1，*

¹河北大学物理科学与技术学院，河北省光伏技术省部共建协同创新中心

²一道新能源科技股份有限公司研发部

³德国于利希研究中心，IMD-3 光伏研究所

⁴德国亚琛工业大学，JARA 能源联盟与电气工程学院

*E-mail: ya.liu@fz-juelich.de; xysan@hbu.edu.cn; d.song@das-solar.com; chenjianhui@hbu.edu.c

报告摘要

隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳电池有望成为n型晶体硅光伏领域的主流技术。氧化硅（SiOₓ）层中的针孔属于局部结构缺陷，可形成直接导电通路，对器件性能至关重要，但针孔的原子尺度本质问题至今尚未阐明。本文借助球差校正透射电子显微镜，在原子尺度下解析 TOPCon 界面，发现两类截然不同的针孔：一类是复合针孔，形成贫氧硅硅接触；另一类是此前未见报道的钝化针孔，该类针孔可保留足量氧原子，既能钝化悬挂键，又允许载流子隧穿。钝化型针孔截面尺寸约为 1.6 ± 0.2 nm × 1.4 ± 0.3 nm，面密度达 2×10¹² cm⁻²。菲舍尔（Fischer）模型分析表明，决定器件性能的核心因素是针孔的钝化特性，而非几何形貌。基于上述研究结论，制备得到工业级大面积（333.3 cm²）TOPCon 太阳能电池，认证效率可达 25.40%，开路电压为 738.7 mV。本研究揭示了 TOPCon 界面的原子级机理，为高效太阳能电池的制备提供直接理论指导。

关键词：TOPCon 电池；钝化接触；钝化针孔；球差校正透射电镜

参考文献：

[1] Wenqian Zhang, Yuhua Bai, Yuanyuan Zhang, Kuan Yang, Bingbing Chen, Xueliang Yang, Xuning Zhang, Qing Gao, Yuke Ren, Jing Guo, Lu Zhang, Dehua Yang, Jingwei Chen, Xuan Chang, Xingyuan San & Jianhui Chen. Passivating pinholes for largearea and highefficiency silicon solar cells with tunnel oxide passivated contact [J]. Nature Communications,2026,17:2490.