双方接触的太阳能电池创造了新的26%的效率世界纪录

放大字体  缩小字体 2021-04-30 18:26  浏览次数:
Both-sides-co<em></em>ntacted solar cell sets new world record of 26 percent efficiency

弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的阿明·里希特博士领导的研究小组实现了双向接触硅太阳能电池26.0%的转换效率。在最近出版的 自然能源Richter在一篇题为“平衡电荷载流子输运和重组损失的高效双向接触硅太阳能电池的设计规则”的文章中解释了这种破纪录的电池的结构,并介绍了导致更高效率的基本设计相关方面。电池背面表面作为全面积载流子收集钝化接触的设计是成功的关键。

以超过90%的份额,由晶体硅制成的太阳能电池主导着全球光伏市场。由于近年来技术的进步,它们的效率已经非常接近晶体硅的理论效率极限(29.4%)。在此之前,大约26%的创纪录效率仅局限于后部均有金属触点的太阳能电池,即所谓的交错背触点太阳能电池(IBC)。然而,双边接触太阳能电池由于其较低的复杂性已成为行业标准,并成为工业生产的首选。

夫琅和费ISE的太阳能电池研究人员指出,采用一种新的双向接触电池的方法,这种类型的太阳能电池也有可能达到最高的效率。

记录电池的基础是TOPCon技术(隧道氧化物钝化接触)。该技术由Fraunhofer ISE开发,结合了极低的表面复合损耗和高效载流子输运的优点。工业标准电池在正面有pn结,而记录电池中的pn结是在背面形成的全表面TOPCon接触。因此,不再需要正面的全表面硼掺杂,只需要正面接触下的局部硼扩散。

这种TOPCoRE电池(TOPCon后方发射极太阳能电池)比前端有收集发射极的电池具有更高的电压和填充系数。

通过这种电池设计,晶圆可以更好地用于载流子传输,正面使用氧化铝更有效地钝化。

详细的功率损失分析表明,这种电池通常补偿和最小化电子和空穴输运损失以及输运和重组损失。

“基于系统仿真分析,我们能够推导出一些基本的设计规则,用于未来效率超过26%的高效硅太阳能电池。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光电研究部主任Stefan Glunz教授解释说。

这种电池结构是由Fraunhofer ISE开发的,其主要优势在于后续的生产步骤——将太阳能电池连接成一个组件——可以基于现有技术,从而允许使用许多标准技术。

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