Институт исследований солнечной энергии из Хамельна (ISFH) и Университет Лейбница из Ганновера разработали кристаллический кремниевый фотоэлемент с подтвержденной эффективностью (26,10 +/- 0,31) %. «Это мировой рекорд для кремниевого материала p-типа и европейский рекорд для кристаллического кремния», — говорится в заявлении института.
В настоящее время около 90% солнечных батарей на мировом рынке изготавливается из кремния p-типа. Эффективность выше 25% до сих пор достигалась только на кремнии n-типа и в сочетании с бором или гетеропереходами из аморфного кремния.
«Наши результаты показывают, что ни кремний n-типа, ни бор, ни аморфный кремний не являются обязательными, чтобы достичь сверхвысокой эффективности. Есть и другие привлекательные способы достижения наивысших уровней эффективности кремния при потенциально низких затратах! »- говорит профессор Рольф Брендель, управляющий директор ISFH.
Для создания рекордного фотоэлемента были использованы пассивирующий электрон-селективный поликремний n + -типа на оксидном (POLO) переходе на отрицательном контакте фотоэлемента и дырочно-селективный поликремний p + -типа на оксидном (POLO) переходе на положительном контакте. Высокая селективность этих переходов также обеспечивает и высокую эффективность. Оба разных перехода были также нанесены на тыльную сторону опытного образца фотоэлемента, что позволяет минимизировать паразитное поглощение в поликремнии и избежать затенения за счет фронтальной металлизации. При этом поликремний n +- типа и поликремний p + — типа отделены друг от друга внутренней поликремниевой зоной. Структурирование легированных зон осуществлялось лабораторными методами. Однако открытие диэлектрического отражателя тыльной стороны можно выполнять за счет локальной лазерной абляции (это метод переноса вещества с поверхности лазерным импульсом. Во время этого процесса лазерный импульс бьет по мишени, и оттуда испаряется вещество. С помощью метода можно наносить проводящие контакты, а также осаждать наночастицы), которая уже реализуется в промышленных масштабах. Цель состоит в том, чтобы интегрировать переходы POLO в уже существующие технологические процессы, сохраняя существенное преимущество по эффективности. «Тот факт, что мы заменили фотолитографию на лазерное открытие контакта, является первым важным шагом в направлении индустриализации, поскольку это позволяет использовать металлизацию на основе трафаретной печати», — говорит руководитель рабочей группы профессор Робби Пайбст.
Исследования в ISFH были финансово поддержаны Федеральным министерством экономики и энергетики (BMWi) и правительством земли Нижняя Саксония.
Источник: https://isfh.de/26-1-record-efficiency-for-p-type-crystalline-si-solar-cells/