Longi разрабатывает гибкий солнечный элемент с гетеропереходом с эффективностью 26,06%

Исследователи продолжают расширять границы технологии кремниевых солнечных батарей, стремясь использовать меньше материала в более тонких и легких элементах , не жертвуя при этом эффективностью или долговечностью.

Теперь команда, возглавляемая исследователями из китайского производителя вертикально-интегрированных модулей Longi, разработала процессы изготовления высокоэффективных солнечных элементов с гетеропереходом (HJT), при этом, как сообщается, избегая хрупкости и более низкой эффективности, наблюдаемых в более ранних попытках производить более тонкие элементы.

В исследовании «Гибкие кремниевые солнечные элементы с высоким соотношением мощности к весу», опубликованном в журнале Nature, ученые заявили, что толщина нового элемента варьируется от 57 мкм до 125 мкм и изготовлена ​​с использованием пластин М6 площадью 274,4 см ² .

Утончение пластин не только снижает вес и стоимость, но также облегчает миграцию и разделение зарядов, отметила исследовательская группа.

«Гибкий и тонкий профиль этих солнечных элементов открывает новые возможности для внедрения генерации солнечной энергии в различные аспекты повседневной жизни и промышленности в портативной электронике, создании интегрированных фотоэлектрических систем, на транспорте, в космических приложениях, в новых технологиях с нетрадиционными поверхностями или структурами», — сказал Сисян. Сюй, руководитель группы исследований и разработок Longi.

Команда разработала собственную систему контроля и регулирования, позволяющую осуществлять непрерывный процесс плазменного химического осаждения из паровой фазы (CVD) с низким уровнем повреждений для предотвращения эпитаксии и поддержания однородности поверхности. Это модификация традиционного поэтапного, прерывистого процесса CVD пассивации, отметили исследователи.

Кроме того, они реализовали «самовосстанавливающийся процесс посева нанокристаллов и вертикального выращивания легированных контактов» в процессе высокочастотного плазменного CVD (PECVD), что позволило выращивать «высококачественные носители n-типа и p-типа». селективные контакты» для слоя транспорта дырок и слоев транспорта электронов.

Еще одним нововведением стало использование бесконтактной лазерной трансферной печати для нанесения линий сетки с низким уровнем затенения. В качестве слоев прозрачного проводящего оксида (TCO) они выбрали оксид индия, легированный церием (ICO), и процесс реактивного плазменного осаждения (RPD) с низким уровнем повреждений.

Команда нанесла ICO в качестве покрытия TCO, используя метод реактивного плазменного осаждения с низким уровнем повреждений, который, по их словам, «обеспечил превосходные электрические характеристики, включая гораздо более низкое удельное сопротивление (2,7 × 10-4 Ом · см) и более высокую подвижность носителей (83,1 см · В-1). с-1), по сравнению с оксидом индия и олова, полученным магнетронным распылением, о котором сообщалось в других источниках», добавив, что этот процесс «сыграл решающую роль в последующем улучшении стабильности».

Ячейка достигла сертифицированного КПД преобразования энергии 26,06% при толщине 57 мкм, 26,56% при толщине 106 мкм и максимальной эффективности 26,81% при толщине 125 мкм. Солнечный элемент размером 57 мкм также имел самое высокое соотношение мощности к весу (1,9 Вт · г- ¹ ) и напряжение холостого хода (761 мВ).

Результаты были подтверждены немецким институтом исследований солнечной энергии в Хамельне.

Ученым также удалось снизить оптические потери за счет оптимизации конфигурации линий сетки с использованием «совместимой с промышленностью бесконтактной» технологии лазерной трансферной печати. «Ширина пальца может быть уменьшена с 40 мкм (типичная трафаретная печать) до 18 мкм, при этом площадь затенения будет контролироваться до уровня менее 2%», — отметили они.

Согласно документу, устройства были протестированы на потенциальную деградацию и деградацию, вызванную светом. «Этот технологический прогресс обеспечивает практическую основу для коммерциализации гибких, легких, недорогих и высокоэффективных солнечных элементов, а также ожидается возможность сгибать или сворачивать солнечные элементы из кристаллического кремния для путешествий», — заключила команда.

Прочитано 2277 раз(а)