钙钛矿太阳能组件制造商 Oxford PV 近日宣布，其钙钛矿-硅叠层太阳能组件实现了 25.6% 的光电转换效率；该组件采用了由德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）开发的叠瓦式（shingled）互连架构。

　　“这是两家机构首次成功将 Oxford PV 的钙钛矿-硅叠层太阳能电池与 Fraunhofer ISE 的 Matrix Shingle（矩阵瓦片）组件技术相结合，”Oxford PV 首席技术官 Ed Crossland 介绍道。“除了提升效率外，这种组合还降低了电阻损耗，无需使用铜互连带，并提高了在部分遮挡条件下的性能表现——对于寻求降低成本同时提高发电量的行业而言，这些都是关键考量因素。”

　　“此次展示的组件虽为原型产品，但它是利用标准量产电池制造的，且其工艺完全兼容大规模生产。我们目前的叠层组件已实现 25% 的效率和 10 年的使用寿命，而这一新成果正是建立在现有技术基础之上的。我们将继续按路线图推进，计划今年发布效率达 26% 的产品，并力争在 2027 年实现 27% 的效率及更长的使用寿命，”Crossland 补充道。

　　Matrix Shingle 技术通过采用紧密的电池重叠布局，取代了传统的汇流条（busbar）和互连带（ribbon）架构，从而改进了常规太阳能组件的互连方式。在该工艺中，光伏电池被精密切割成窄条，并重新排列成类似屋顶瓦片的重叠图案。相邻的电池条略微重叠，并通过导电胶（ECA）进行粘接；导电胶既提供了机械粘合力，又实现了相邻电池片之间的电气互连。

　　通过省去焊接互连带和汇流条，该架构消除了原本会阻挡入射光的无效间距。因此，光学遮挡损耗显著降低，组件表面更多的区域成为有效光伏发电区，从而提高了封装密度。金属化遮挡的减少也提升了电流收集效率，因为更多的电池表面得以暴露在阳光下。

　　此外，瓦片式配置缩短了电流传输路径，并使电流在组件上分布更加均匀，从而降低了电阻损耗和局部发热。使用导电胶替代高温焊接工艺还减少了组装过程中的热应力，有助于保持电池的完整性，并有望提高组件的长期可靠性。总体而言，Matrix 叠瓦（shingle）技术通过结合更高的有效面积利用率以及优化的电气与光学性能，提升了光伏组件的功率密度。

　　“我们很高兴能在这款光伏组件中融合来自欧洲的两项高科技方案，”Fraunhofer ISE 光伏部门负责人 Stefan Glunz 说道，“具体做法是：将 Oxford PV 生产的太阳能电池切割成叠瓦条，按矩阵结构排列，利用导电胶进行电气连接，最后进行封装。”

　　基于这种配置并采用边缘密封技术（以保护对湿气敏感的太阳能电池），团队制造了两款双玻叠层组件：一款是面积为 1.92 平方米、功率为 491 瓦的屋顶组件；另一款是面积为 2.13 平方米、功率为 546 瓦的双面组件。Oxford PV 发言人表示：“这两款组件在整个组件面积上的转换效率均达到了 25.6%。”

　　“从技术角度看，我们的叠层技术与叠瓦互连工艺相得益彰，”Oxford PV 首席技术官 Ed Crossland 说道，“由于钙钛矿-硅叠层太阳能电池的电流密度较低，它们可以被切割成更宽的电池条，从而提高生产效率。与传统电池相比，叠层太阳能电池能实现更高的电压和效率；同时，由于电流分布在两个子电池中，整体电流较低。这种较低的电流密度具有优势，因为它有助于减少光伏组件内部的电阻损耗。此外，Matrix 叠瓦技术采用的粘合互连工艺属于低温工艺，且无需使用铜连接件。”

　　Oxford PV 于 2024 年 6 月发布了其首款效率达 26.9% 的钙钛矿-硅叠层太阳能组件。几个月后，该公司宣布在美国市场正式推出钙钛矿-硅叠层组件。

　　该公司自 2014 年起便开始研发钙钛矿叠层太阳能组件，并声称已制定了明确的技术路线图，旨在将该技术的转换效率提升至 30% 以上。