2026年3月14日，国际顶级学术期刊《Nature Communications》在线发表一道新能联合河北大学陈剑辉教授团队、德国于利希研究中心的重磅研究成果《Passivating pinholes for large-area and high-efficiency TOPCon solar cells》（大面积高效TOPCon太阳能电池的钝化针孔）。历经多年潜心攻关，研究团队首次在原子尺度层面发现并命名了TOPCon太阳电池界面中“钝化针孔（Passivating Pinholes）”的新物理现象，钝化针孔既能高效传输载流子，又能保持优异钝化效果。这一发现彻底解开了光伏领域困扰多年的TOPCon界面物理机理之谜，为TOPCon技术效率持续突破提供了里程碑式的理论支撑与可落地的技术路径，彰显了我国在光伏核心技术领域的全球引领力。

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突破行业认知 首次发现“钝化针孔”

作为当前光伏领域的绝对主流高效电池技术，隧穿氧化层钝化接触TOPCon电池凭借优异的钝化性能与量产兼容性，2025年已占据全球晶硅市场87%的份额，成为推动光伏产业降本增效的核心引擎。TOPCon核心结构是由超薄隧穿氧化层SiOₓ与重掺杂多晶硅层PolySi组成的钝化接触层，这一层结构的性能直接决定了电池的转换效率与稳定性，也是长期以来行业技术突破的核心卡点。

长期以来，光伏界研究认为SiOₓ层中普遍存在的针孔结构，这种微观孔隙会破坏钝化层的完整性，进而降低电池的开路电压，制约效率提升。更关键的是，针孔结构在SiOₓ层中具有极强的不可避免性，这一认知让行业陷入想提升效率却无法规避针孔的困境，成为阻碍TOPCon电池效率持续突破的障碍之一。

TOPCon不同类型针孔界面和电子特性

此次一道新能、河北大学和德国于利希研究中心联合研究团队，依托产学研深度协同的优势，打破了这一传统认知。一道新能凭借在TOPCon电池研发与量产领域的深厚积累与河北大学陈剑辉团队在钝化机理研究与材料微观表征领域的顶尖实力结合，叠加于利希研究中心仿真技术优势，从实验和理论上证明了针孔钝化对器件性能的主导作用，并提出“钝化针孔理论”，颠覆了行业三十年来对TOPCon二氧化硅钝化接触层的认知。

原子级观测 解锁高效钝化核心密码

为验证这一全新理论，研究团队采用高分辨率球差校正透射电子显微镜（AC-TEM），对SiOₓ/PolySi界面进行原子级精准观测，最终获得了清晰的物理证据：研究发现，在高效TOPCon电池界面中，存在两类截然不同的针孔，一是复合针孔，氧原子相对耗尽，多晶硅与晶硅直接接触，悬挂键密度高，导致载流子复合。二是钝化针孔，这是首次被观测到并命名的新针孔类型。虽然氧化层局部破损，但针孔区域内相对仍保留足够多的氧，能够有效钝化悬挂键，同时允许载流子高效隧穿。这意味着针孔确实有助于传输，但并非不利于钝化，关键不在于针孔本身，而在于它是否“被钝化”。钝化针孔能够有效抑制载流子复合，让针孔不仅不会破坏电池钝化性能，反而能在改善载流子传输的前提下，进一步优化界面特性，最终帮助大幅提升TOPCon电池开路电压和效率。这一结论为后续TOPCon效率提升明确了方向指引，也让钝化针孔理论更具工程应用价值。

钝化针孔结构与氧原子分布

产学研协同 筑牢技术竞争优势

据悉，该研究成果得到了一道新能承担的浙江省“尖兵”“领雁”科技计划“TOPCon电池关键技术研发”专项的资助。该项目聚焦TOPCon技术量产化中的核心“卡脖子”难题，旨在打通理论研究与产业应用的壁垒。同时，2024年初，一道新能与河北大学联合成立“光伏技术联合研究中心”，围绕光伏产业关键核心技术和前沿共性问题开展深度攻关，构建了“高校研发+企业落地”的协同创新模式，有效解决了研发与产业需求脱节、成果转化周期长等行业痛点。

一道新能-河北大学伏创新中心揭牌

深耕技术创新 赋能产业迭代

该论文的通讯作者、一道新能CTO宋登元博士表示：“这项突破印证了产学研协同创新的巨大价值，也是一道新能技术引领战略的生动实践。作为全球光伏行业的实践者，一道新能已形成一主三翼的技术发展路线，以TOPCon为主赛道，同步布局DBC技术、钙钛矿-硅叠层技术、多光子吸收式电池技术，目前已实现TOPCon量产电池转换效率突破27%， DBC技术已升级至3.0 Plus，电池转换效率突破27.77%，组件效率达24.8%以上。

此次成果成功登上《Nature Communications》，不仅标志着我国在TOPCon核心机理研究领域达到国际顶尖水平，为产业降本增效提供重要支撑，进一步巩固我国在全球光伏技术竞争中的领先地位。展望未来，一道新能将持续深耕光伏核心技术研发，不断加大研发投入力度，依托“一主三翼”技术路线，拓展沙漠光伏、海上光伏、城市光伏等多元应用场景，助力全球光伏技术向更高效率、更低成本、更可持续的方向稳步迈进，为全球能源转型贡献中国力量。