Источник: www.ise.fraunhofer.de
Использование контактов, селективных к носителям заряда, позволяет реализовать наивысшую эффективность солнечных элементов при сохранении потенциально экономичной последовательности процессов. Имея 25,3% для солнечных элементов n-типа с селективным для носителей заряда обратной стороной по всей площади, Fraunhofer ISE удерживает мировой рекорд для кремниевых солнечных элементов, контактирующих с обеих сторон. Кремний n-типа предлагает преимущество более высокой устойчивости к примесям. Однако из-за более низкого коэффициента сегрегации по сравнению с кремнием p-типа изменение сопротивления базы увеличивается. Благодаря одномерному течению тока в солнечных элементах с контактами, селективными к носителям заряда, сопротивление базы не оказывает значительного влияния на характеристики элемента. Впервые было продемонстрировано, что КПД более 25% может быть достигнут при базовом сопротивлении от 1 до 10 Ом · см.
Контакт TOPCon для селективного отбора носителей заряда (пассивированный контакт с туннельным оксидом), разработанный в Fraunhofer ISE, основан на ультратонком туннельном оксиде в сочетании с тонким слоем кремния и обеспечивает превосходную селективность по отношению к носителям заряда. Используя эту тыльную сторону TOPCon (структура ячеек, рис. 1, 20´20 мм2), рекордный КПД 25,3% (Вок= 718 мВ, Джs= 42,5 мА / см2, FF=82,8%) может быть достигнуто на кремнии n-типа для солнечного элемента, контактирующего с обеих сторон.
Качество кремниевой пластины имеет важное значение для производства высокоэффективных солнечных элементов. Благодаря более высокой толерантности к примесям, а также отсутствию световой деградации (LID), в настоящее время самая высокая степень эффективности достигается на кремнии n-типа (как в лаборатории, так и на производстве). Однако более низкий коэффициент сегрегации кремния n-типа по сравнению с кремнием p-типа вызывает большее изменение сопротивления базы во время роста кристалла. Для солнечных элементов с выраженной боковой структурой (PERC, IBC) можно использовать только кремниевые пластины с определенным базовым сопротивлением и, таким образом, только часть всего кристаллического стержня. Однако из-за одномерного протекания тока в основе солнечного элемента TOPCon сопротивление базы не оказывает значительного влияния на характеристики солнечного элемента. Мы смогли продемонстрировать, что это также может быть реализовано в практических приложениях для достижения максимальной эффективности. Мы достигли эффективности ≥25% для базового сопротивления от 1 до 10 Ом · см. Напряжение холостого хода (Вок)> 715 мВ и коэффициенты заполнения (FF)> 81,5% были достигнуты для всех базовых сопротивлений.
