TOPConが新しい世界記録のシリコン太陽電池の根本的なボトルネックを克服

Apr 09, 2021

ご伝言

出典:www.ise.fraunhofer.de


Schematic diagram of TOPCon solar cell.


©FraunhoferISE

TOPCon太陽電池の概略図。



電荷キャリア選択接点の使用により、潜在的に無駄のないプロセスシーケンスを維持しながら、最高の太陽電池効率を実現できます。 フルエリアの電荷キャリア選択的裏面接触を備えたn型太陽電池の25.3%で、FraunhoferISEは両側で接触するシリコン太陽電池の世界記録を保持しています。 n型シリコンには、不純物に対する耐性が高いという利点があります。 ただし、p型シリコンに比べて偏析係数が低いため、ベース抵抗のばらつきが大きくなります。 電荷キャリア選択接点を備えた太陽電池の一次元電流のおかげで、ベース抵抗はセル​​の性能に大きな影響を与えません。 1〜10Ωcmのベース抵抗で25%を超える効率が達成できることが初めて実証されました。


Conversion efficiency of TOPCon solar cells

1〜10Ωcmのベース抵抗に対するTOPCon太陽電池の変換効率。


Fraunhofer ISEで開発された電荷キャリア選択接点TOPCon(トンネル酸化物不動態化接点)は、薄いシリコン層と組み合わせた極薄トンネル酸化物に基づいており、優れた電荷キャリア選択性を可能にします。 このTOPCon裏面を使用(セル構造、図1、20´20 mm2)、25.3%(Voc= 718mV、Js= 42.5 mA / cm2、FF=82.8%)は、両側で接触する太陽電池のn型シリコンで達成できます。

シリコンウェーハの品質は、高効率の太陽電池の製造に不可欠です。 不純物に対する耐性が高く、光誘起劣化(LID)がないため、現在最高の効率がn型シリコンで達成されています(ラボおよび製造)。 ただし、p型シリコンと比較してn型シリコンの偏析係数が低いと、結晶成長中のベース抵抗の変動が大きくなります。 顕著な横方向構造(PERC、IBC)を備えた太陽電池の場合、特定のベース抵抗を備えたシリコンウェーハのみを使用できるため、結晶ロッド全体の一部のみを使用できます。 ただし、TOPCon太陽電池をベースにした一次元電流のため、ベース抵抗は太陽電池の性能に大きな影響を与えません。 これは、最高の効率を得るために実際のアプリケーションにも実装できることを実証することができました。 1〜10Ωcmのベース抵抗で25%以上の効率を達成しました。 開回路電圧(Voc)& gt; 715 mVおよび充填率(FF)& gt; 81.5%は、すべてのベース抵抗で達成されました。




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