我院光伏技术省部共建协同创新中心和新能源光电器件国家地方联合工程实验室长期面向光伏产业，致力于产业化共性关键技术的原始创新和技术突破，低表面复合钝化技术为其中之一。
近期，学院光伏技术中心自主研制出一种可用于光伏产品优化的工具--简易钝化笔(图1)，可以非常便利地处理光伏产品生产和研发过程中的相关问题：
图1 简易钝化笔外观
（1） 高效晶体硅组件端电池片切割损失 高效光伏电池，包括正在更新迭代的隧穿氧化钝化接触（TOPCon）和异质结（SHJ）电池，以及未来发展的钙钛矿硅叠层电池，最终走向大规模应用必须制备成组件才能产品化，尤其是叠瓦技术，是高效电池技术的理想搭档。但是，TOPCon和SHJ电池组件效率面临严重的切割损失问题。简易钝化笔采用有机钝化溶液，定向涂覆到晶硅电池的切口，使10等分晶硅电池性能恢复到切割分片前的98%，形成优异的钝化修复效果。
图2 SHJ电池切割损失及修复数据图
（2） 硅片体寿命表征、精准观察体缺陷分布 通常产业界在铸锭步骤中标定硅锭体寿命。因为将硅锭切成硅片后，由于表面复合的严重影响，将难以用简单的技术表征硅片体寿命。简易钝化笔在硅片表面涂布一层电化学钝化材料薄膜，由于电化学钝化技术高质量的钝化效果(Adv. Energy Mater. 2020, 2002880)，有效抑制表面复合，从而可以保证硅片的体寿命被准确测量。简易钝化笔可便捷的将具有优异性能的有机钝化液涂覆到硅片表面形成钝化薄膜，达到降低硅片表面缺陷的目的，因此可以准确测量硅锭不同区域硅片的体寿命。
图3 简易钝化笔表征硅片的体寿命
（3） 硅材料质量鉴定 生产中，经常有来自不同厂家的硅片，或者硅材料研发过程中不同铸造工艺和表面处理技术导致的不同批次、不同质量的硅片需要鉴定其质量，此时有两种技术手段，一是钝化测少子寿命，二是生产成电池从器件效率来判断。但是，无论哪一种，都比较复杂。简易钝化笔，结合少子寿命及PL发光强度来判断硅材料的质量，可以快速钝化、实时表征、且钝化材料可以水洗去除，便捷高效的鉴定硅材料质量。
图4 不同厂家硅材料质量鉴定数据图
（4） 扩散/湿化学/清洗等工艺监测、故障排查 在晶体硅太阳电池制备过程中，生产线工艺的稳定性是决定良品率的关键因素，一般利用少子寿命实时监控生产工艺稳定性、分析产线异常情况。通常在湿化学/清洗或扩散工艺后进行少子寿命监测以判断硅片表面的污染情况、扩散均匀性、磷硅/硼硅玻璃的去除情况。目前产线一般用碘酒浸泡方法测试少子寿命，操作不便，且对检测样品造成不可逆损伤。利用简易钝化笔代替传统的碘酒浸泡方法更简便快捷，只需在硅片表面均匀涂敷钝化液，形成钝化膜，即可测试硅片的少子寿命且钝化薄膜不损伤被检样品，经水洗后硅片可直接进入下道工艺，同时可直接观察硅片表面的污染情况，及时发现生产中异常情况并调整工艺，保障生产的稳定性和硅片良品率。
（5） 钙钛矿/硅叠层非钙钛矿区/边缘钝化 钙钛矿/硅叠层电池能量转换已获得32.5%，突破了单结硅电池理论极限，为硅基光伏产业升级提升提供了一种高效率、低成本的新型技术路线。然而叠层电池亦或叠层组件同样面临边缘钝化的问题。主要由于传统钝化技术，如非晶硅或氧化硅，其高温、高真空工艺与顶部钙钛矿工艺不兼容，会对顶部钙钛矿层结构产生破坏，因此传统钝化技术无法应用于叠层电池中。简易钝化笔，为钙钛矿/硅叠层电池边缘钝化提供了一种便捷的钝化技术，且低温工艺不会对顶部钙钛矿造成影响，将有助于推进叠层技术的产业化进程。
目前此简易钝化笔已申报专利2项，在众多能源企业的试用中取得一定效果；有望在高效晶体硅组件端电池片切割损失、硅片体寿命表征、精准观察体缺陷分布、硅材料质量鉴定、扩散/湿化学/清洗等工艺监测、钙钛矿/硅叠层非钙钛矿区/边缘钝化等领域得到广泛应用。
