Изследователски екип, ръководен от проф. Йе Джичун от Института по материални технологии и инженерство в Нинбо (NIMTE) към Китайската академия на науките, в сътрудничество с международни партньори, разработи синергично техническо решение за индустриални слънчеви клетки с тунелен оксиден пасивиращ контакт (TOPCon). Новият подход позволява едновременно постигане на висока ефективност, по-ниска себестойност и отлична двустранна производителност.
Резултатите от изследването са публикувани в престижното научно списание Joule.
TOPCon – водещата технология при силициевите фотоволтаици
Като доминираща технология на пазара на кристални силициеви фотоволтаици, слънчевите клетки TOPCon заемат над 70% от световния пазарен дял. Това се дължи на високата им ефективност на преобразуване на енергията (PCE), добрата ценова конкурентоспособност и възможността за масово индустриално производство.
Основните предизвикателства пред индустриалното развитие
Въпреки успеха си, технологията TOPCon среща редица сериозни ограничения. Сред тях са високата консумация на сребърна паста, паразитните оптични загуби и ограничената двустранна производителност. Тези фактори възпрепятстват както по-нататъшното повишаване на ефективността, така и усилията за допълнително намаляване на производствените разходи.
Техническо решение, приложимо в масовото производство
За да преодолее тези ограничения, изследователският екип разработва техническо решение, което може да бъде внедрено директно в индустриалните производствени линии. Използвайки стандартни силициеви пластини M10, учените прилагат високопрецизен процес на печат със стоманен шаблон за оформяне на предните метални пръсти на клетките. В същото време на задната страна е интегрирана локализирана полисилициева контактна структура.
Намалена консумация на сребро и по-ниско контактно съпротивление
Печатът със стоманен шаблон на предната страна позволява създаването на ултратесни метални пръсти, което води до намаляване на използваната сребърна паста с 0,12 mg на ват (mg/W). В комбинация със специално модифицирана сребърна паста процесът формира плътни наносребърни клъстери в контактната зона между електродите и силициевата пластина.
В резултат контактното съпротивление е понижено до 2,4 милиома-сантиметра (mΩ·cm²), което значително подобрява електрическите характеристики на клетката.
Подобрена двустранна производителност
Локализираният дизайн на задната контактна структура ефективно ограничава паразитната оптична абсорбция. Това повишава двустранността на клетката до около 90%, което е съществено предимство при реални условия на експлоатация, особено при наземни и отражателни монтажи.
Рекордна ефективност без компромис с цената
Благодарение на съчетанието от тези иновации изследователският екип успява да произведе индустриална TOPCon слънчева клетка със сертифицирана ефективност на преобразуване от 26,09%.
Разработената стратегия успешно преодолява традиционния компромис между ефективност, производствени разходи и двустранна производителност – ключово ограничение в досегашното развитие на TOPCon технологията.
Значение за бъдещето на фотоволтаичната индустрия
Проучването предлага реалистично и мащабируемо решение за производството на високоефективни и нискоразходни TOPCon слънчеви клетки. То може да ускори внедряването на следващото поколение фотоволтаични технологии и да допринесе за по-устойчиво и икономически ефективно производство на слънчева енергия.
Източник: TechXplore
