N型升级 | 一道新能CTO宋登元：四端叠层是光伏必然方向

来源：一道新能发布时间：2025-09-04 09:20:45

8月27-28日，由中国国际科技促进会钙钛矿产业分会指导、光伏领跑者创新论坛主办的“第九届钙钛矿与叠层电池(长三角)产业化论坛”在常州召开。来自科研机构、电池组件骨干企业、设备材料厂商、投资机构及行业智库代表出席会议。本次会议旨在探讨钙钛矿产业化进程的核心技术与问题，助力钙钛矿光伏技术从实验室到商业化的全链条突破。一道新能CTO宋登元博士受邀参会，并发表了“钙钛矿/TOPCon四端叠层技术：光伏产业升级的必然方向”的特邀讲演，分享了一道新能在钙钛矿/TOPCon四端叠层技术科研与产业化进展。

大会现场

钙钛矿/晶硅叠层电池发展挑战

宋登元博士在报告中系统介绍了钙钛矿/晶硅叠层电池的分类，深入分析了两端钙钛矿/晶硅叠层电池该类电池应用面临的挑战，并重点阐述了钙钛矿/硅四端叠层电池的独特优势及一道新能的研究进展。宋登元博士分析指出，在两端钙钛矿/硅叠层电池结构中，由于电流需严格匹配，理想状态下底电池与顶电池的带隙被限制在1.7-1.8eV范围内，这使得该结构对光谱变化更为敏感。然而在实际应用中，多种因素会破坏电流适配性，进而会导致发电性能下降。首先是光谱失配，实际应用环境的光谱与实验室测试所用的AM 1.5标准光谱存在显著差异，这会直接导致顶电池与底电池的电流输出不一致。受“木桶效应”影响，串联叠层电池的整体输出电流会随之降低。其次是温度系数失配，晶硅电池与钙钛矿电池温度系数差异较大，在实际应用这种差异同样会造成两种电池的电流输出不匹配，进一步破坏电流失配性。在光伏光谱失配条件下由于遮挡导致叠层电池反向击穿电压会大幅降低、温度系数失配导致叠层电池工作温度上升等。

宋登元博士讲演

为什么说四端电池是发展方向?

宋登元博士进一步指出，相较于两端钙钛矿/晶硅叠层电池，四端钙钛矿/晶硅叠层电池有更为明显的优势，成为光伏产业升级的必然方向。核心体现在以下方面：一是结构与性能独立性，两个子电池采用垂直堆叠方式，在光学层面实现耦合充分利用光谱，而电学层面相互独立，每个子电池均拥有独立输出端，可针对各自特性单独优化，大幅提升了电池性能调节的灵活性。二是光谱适应性更强，顶部钙钛矿电池的带隙选择范围较宽，在1.6-2eV宽带隙范围内可以实现高效率，降低了整个电池系统对外部光谱变化的敏感度，提升了不同光照条件下的稳定性。三是技术复杂度降低，无需满足两个子电池间的电流匹配要求，同时省去了界面复合层的设计与制备环节，简化了电池结构与制备工艺，有助于降低成本并提升成品率。

四端钙钛矿/晶硅叠层电池优势

一道新能钙钛矿/TOPCon四端叠层技术

作为N型技术的引领者，一道新能以引领行业变革为使命，大力发展“一主三翼”技术路线。由于TOPCon相对HJT和xBC技术有更低的成本和更高的性价比，利用TOPCon为底电池，一道新能成功研发了多款钙钛矿/TOPCon四端叠层组件。2024年底，一道新能联合三峡集团科学技术研究院、纤纳光电共同研发的用于钙钛矿/TOPCon四端叠层组件的底电池和组件技术获得重大突破，搭载一道新能TOPCon底电池与纤纳光电高效钙钛矿顶电池的双面钙钛矿/晶硅四端叠层组件形成批量出货，开始应用于三峡能源50MW光伏先进技术发电示范基地，成为全国首个使用双面TOPCon电池实现四端钙钛矿/晶硅叠层电池组件示范应用项目。该项技术荣获“2024年全国发电设备行业十大科技创新”典型案例，并入选2025年国家能源局第五批能源领域首台(套)重大技术装备。

2025年6月，一道新能在上海SNEC大会上发布了26.8%效率的2.82平米的TSiP2.0钙钛矿/TOPCon四端叠层巨幕组件。该组件是一道新能与我国钙钛矿领域龙头企业极电光能深度合作的智慧结晶。正面创新性采用宽带隙半透明大面积钙钛矿沉积技术，通过优化顶电池的功能层、钙钛矿带隙、界面钝化工程，构建起300-800nm光谱高效光电转换体系。背面采用TOPCon 5.0电池，实现800-1200nm光谱高的量子效率，成功打破传统单结电池的效率天花板，推动叠层电池技术迈向全新高度。