近日，中国科学院上海高等研究院李东栋研究员、鲁林峰副研究员所带领的团队联合晋能清洁能源科技股份公司，在化合物/c-Si钝化接触异质结太阳电池的研究中取得重要进展，研究成果以“Stable MoO_X‐Based Heterocontacts for p‐Type Crystalline Silicon Solar Cells Achieving 20% Efficiency”为题发表在 《Advanced Functional Materials》(IF杂志=16.836)。论文的第一作者为上海高等研究院的曹双迎博士。

       通过形成非对称的电子和空穴传输通道，使光生载流子有效分离和收集是晶体硅及其他类型光伏器件的核心问题之一。基于MoO_X（X<3）空穴选择性接触的硅异质结太阳电池在载流子选择性传输方面具有明显的优势，但由于其热力学稳定性差的本征特性，器件的长期稳定性面临挑战。

       针对上述问题，研究团队通过在MoO_X/c-Si界面引入SiO₂隧穿钝化层，抑制MoO和c-Si直接接触带来的氧化还原反应，降低了MoO_X中氧空位浓度，提高其功函数。在MoO_X薄膜表面引入超薄V层，提升异质结结构在空气中的稳定性及抗溅射等离子体损伤的能力。同时，在V₂O_X/Ag界面引入ITO层，有效抑制了金属的迁移和金属电极的等离子体寄生吸收，最终构筑了c-Si/SiO_X/MoO_X/V₂O_X/ITO/Ag叠层结构，电池光电转化效率达20.0%且稳定性得到显著提升。

       该工作在深入理解MoO_X/c-Si和MoO_X/金属电极的界面演变特性基础上，创新地构筑了叠层薄膜结构，为化合物/c-Si钝化接触异质结太阳电池的研究提供了新的思路，可作为一种普适的方法在提升异质结电池效率和稳定性方面得到应用，并为其他类型太阳电池的研究提供新的思路。

       该工作获得了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、山西省科技厅和中科院青年创新促进会的资助。

图1：UV/O₃预处理对器件性能的影响。

图2：MoO_X薄膜的XPS谱和钝化性能表征

图3：p-Si/UV-SiO_X/MoO_X/V₂O_X/ITO/Ag电池的微结构和光电性能表征。

图4：三种钝化接触结构的能带模拟图。