夫琅和费ISE创造了26%的效率记录的双边接触太阳能电池

德国的研究人员弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(ISE)据报道,双向接触硅太阳能电池的转换效率达到了创纪录的26%。

由阿明·里克特领导的太阳能电池研究人员证明,这种高效率水平是可以通过一种新方法实现的。电池背面设计成全面积电荷载体收集钝化接触是成功的关键。

该研究结果发表在《自然能源》杂志上,标题为“平衡载流子传输和复合损耗的高效双面接触硅太阳能电池的设计规则”。

由于其较低的复杂性,两面接触的太阳能电池是工业生产中的首选,但之前并没有表现出如此高的效率。到目前为止,这些数字大多局限于背面有两个金属触点的太阳能电池——所谓的指间背面触点(IBC)太阳能电池。


由Fraunhofer ISE的专家开发的隧道氧化物钝化接触(TOPCon)技术结合了非常低的表面复合损失和有效的载流子传输的优点。虽然工业标准电池的正面有一个pn结,但记录电池中的pn结被放置在背面,作为一个全表面TOPCon触点。

这种机制消除了在设备正面保持全表面硼掺杂的需要,只允许在正面接触下直接实现局部硼扩散。

因此,TOPCon后发射极太阳能电池(TOPCoRE)可以提供更高的电压和更高的填充系数,比前面有收集发射极的电池。

这种电池设计似乎可以更好地利用晶片进行电荷载流子传输,让正面得到更有效的钝化,为此使用了氧化铝。详细的功率损耗分析表明,这种电池一般补偿和最小化电子和空穴输运损失以及输运和重组损失。

“基于系统的模拟分析,我们能够得出一些基本的设计规则,未来的高效率硅太阳能电池的效率超过26%。双方接触的太阳能电池有潜力达到27%的效率,从而超过硅太阳能电池之前的世界纪录,”Fraunhofer ISE光伏研究部门主任Stefan Glunz说。

在去年早些时候的一项研究中,Fraunhofer综合系统和设备技术研究所(Fraunhofer IISB)的科学家们进行了确认在硅晶体的制造过程中杂质是如何形成的。研究人员详细说明了坩埚和涂层系统是硅晶体中金属杂质的最大来源,并补充说,他们的实验结果将有助于提高晶体硅的质量。

在另一项研究中,弗劳恩霍夫ISE的研究人员宣布直接在硅上生长的III-V/Si串联太阳能电池的效率达到了创纪录的25.9%。III-V/Si串联太阳能电池首次组装在低成本的硅衬底上,为串联光伏的经济解决方案铺平了道路。