2025 年 10 月，一道新能與澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）光伏研究中心聯合研究效率可達40%高效電池項目--基于單線態分裂的多光子高效太陽電池（Singlet Fission on Silicon，簡稱SFOS）研究取得關鍵突破，UNSW團隊發現了性能穩定、量子產率高、與硅具有良好能帶匹配的新型單線態分裂材料DPND，相關研究成果已發表于國際能源領域頂級學術期刊《ACS Energy Letters》。此次成果的發表標志著多光子 SFOS 高效太陽電池基礎研究獲得重大突破，為后續在硅上制備高效多光子SFOS 太陽電池產業化奠定了重要基礎。

研究成果的論文封面

DPND的奧秘

當前，傳統晶硅電池的效率已逼近理論極限，研發基于單線態分裂的多光子太陽能電池，突破晶硅電池29.4%的效率極限迫在眉睫。在傳統的晶硅太陽能電池中，從太陽光吸收的每個光子只能產生一個激發態電子，而通過單線態分裂材料，吸收的每個光子可以生成兩個激發態電子，該電池可將能量轉換效率提升至40% 以上。

器件的多層結構與表面形貌

但傳統單線態分裂材料（如并四苯）存在單線態裂變量子產率低、光化學穩定性差的問題，因此，研發新型高效穩定的單線態分裂材料成為SFOS電池突破的關鍵所在。UNSW團隊成功研發的二吡咯并萘啶二酮（DPND）薄膜與SnO?/PEDOT:PSS雙層鈍化結構結合，解決了材料穩定性和界面鈍化兩大關鍵問題。DPND具有高的穩定性，與硅具有良好的能帶匹配，量子產率超過170%，能夠實現單線態分裂產生的多激子向硅基襯底的高效轉移。

宋博士與Ned教授簽署合作協議

校企強強聯合

多光子SFOS電池項目啟動后，項目聯合負責人、新南威爾士大學光伏與可再生能源工程學院長Ned Ekins-Daukes 教授多次帶領研究團隊來訪一道新能中央研究院，共同探討SFOS高效電池未來產業化落地的支撐情況。一道新能在SFOS的底電池研發方面，無論是TOPCon5.0還是DBC3.0電池，均具有超過746mV的開壓和27%以上的效率，不僅展現了一道新能在光伏技術研發上的卓越實力，更為SFOS電池的產業化提供了優質的底電池技術支撐。

Ned教授一行參觀中央研究院

Ned Ekins-Daukes 教授表示：“DPND這類新型穩定有機分子有望提高能量轉換效率，關鍵是我們已經找到了一條切實可行的途徑來制造更高輸出的硅太陽能電池，無需疊層電池的成本和復雜性，業界現在就可以進行試驗”。一道新能CTO宋登元博士表示：“DPND材料突破對推進多光子SFOS高效電池邁向產業化具有重大意義，通過校企聯合創新，可有效釋放創新倍增效應。在本項目中，高校的基礎研究能力，能夠為SFOS研發夯實理論與材料根基，而企業的n-Si型高效技術，則可以推動創新轉化到產業化，進而孕育出全新產品”。

未來一道新能將持續深化與高校的科研合作，圍繞多光子SFOS高效電池效率提升、成本優化等核心目標，全力推動該技術從實驗室成果向產業化落地轉化，通過技術突破為光伏產業的持續迭代升級注入新動能，助力全球光伏技術向更高效率、更低成本的方向穩步邁進。