IBC(インターデジタルバックコンタクト)太陽電池技術

Mar 06, 2020

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ソース:instylesolar

IBC solar cell 8

IBCセルの仕組み

Interdigitated Back Contact(IBC)セルは、ソーラーパネルの製造に使用される最も複雑なテクノロジーの1つですが、無視できない効率値も提供するため、今日では重要な代替手段と考えられています。


従来の太陽電池は、電池に前面接点を配置することでエネルギー変換を実現します。 つまり、細胞の表面に到達した光子は、その瞬間に吸収されて電子を放出し、電気を生成する必要があります。


それらが吸収されない場合、送信または反射されます。 これは損失と見なすことができます。


IBCセルは別のアイデアを実装しています。 セルの前面にコンタクトを配置する代わりに、それらをセルの背面に配置します。

これにより、セルの前面の陰影が減少するため、より高い効率を達成できますが、同時に、吸収された光によって生成された電子と正孔のペアをセルの背面に集めることができます。


下の図では、IBCセルの構造を背面側から見ることができます。


IBC太陽電池の構造

 

Al-BSFと比較したIBCセルの利点

 

低シェーディング損失

まず最も重要なことは、前面電極(接点)によって生じるシェーディング損失がゼロであり、生成電流で5〜7%のゲインを達成できることです。

 

より低い直列抵抗

さらに、上の図でわかるように、背面の接点はより大きな領域を占めています。


これは、従来の太陽電池と比較すると、接点間のスペースがわずかであるという事実により、はるかに低い直列抵抗に関連付けられています。


光吸収のために前面に広いスペースを空ける必要がないため、背面コンタクトセルでのみこれを行うことができます。


これは、直列抵抗の影響が非常に重要な集中型PV(CPV)セルを検討する際に非常に興味深い機能です。


光と電気の最適化の独立性

電気的最適化から光学的最適化を切り離すことには大きな利点があります。


従来の太陽電池では、電気伝導とエネルギー変換の両方が前面で実行されるため、直列抵抗、再結合損失、光の吸収、効率、および高い開回路電圧の間に限られたトレードが必要です。


IBCセルでは、2つの機能は互いに独立しています。 光学的最適化は前面で実行され、電気的最適化は背面で実行されます。

 

IBCセルがより複雑な理由:

キャリアの現在のフローは2次元で行われますが、スタンダードセルでは1次元にすぎません。


IBCセルの効率は、BSF寿命と前面再結合に深く関係しており、より長いキャリア寿命を備えたより高品質のシリコンウェーハが要求されます。


ウェーハの同じ側(背面)でのn型領域とp型領域のアライメントはより複雑です。


製造プロセスには、洗練された洗浄手順と優れた汚染制御が必要です。




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