P型TOPCon光伏太陽能電池效率達到21.2%

新聞來源:P型TOPCon光伏太陽能電池效率達到21.2%

 

大多數隧穿氧化物鈍化接觸(TOPCon)太陽能電池都使用n型晶圓片,因為其鈍化接觸比p型晶圓片更有技術和物理優勢。但是,使用p型晶圓片更容易地在現有PERC電池生產線中集成生產這些電池,而不必對當前的生產工藝進行太多變更。

考慮到這一點,德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)的研究人員努力改進p型高效TOPCon電池的生產工藝。他們已經確定了最好的金屬化漿料,説明在制定這些電池的製造工藝步驟時降低接觸電阻率和接觸複合值。

這些科學家們首先測試了11種銀(Ag)或銀-鋁(Ag/Al)金屬化漿料。在確定了最合適的漿料後,他們將其整合到生產工藝中。

“總的來說,我們觀察到,為了實現有效接觸,我們主要應該使用專用的TOPCon漿料,一些專門推廣用於n型摻雜TOPCon層的漿料對p型摻雜TOPCon層也很奏效。”學者們解釋道。

其製造工藝包括通過原位摻硼多晶矽層低壓化學氣相沉積法(LPCVD)形成p型後觸點。工藝步驟還包括高溫退火並通過等離子體增強化學氣相沉積法(PECVD)在電池的兩側應用氮化矽(SiNx)層。他們表示,通過實施氫化用SiNx犧牲層可使效率提高0.2%,並由此提高鈍化接觸結構的表面鈍化品質。

研究人員Sebastian Mack告訴《光伏》雜誌:“目前,額外的氫化步驟確實會增加額外的成本,因為必須使用另一種PECVD工具來兩次沉積後氮化矽(SiNx)層。我們尚未盡全力使背面的初始SiNx層在高溫下保持穩定,因此實現這一點可以在保持該層的同時降低成本。”

就太陽能電池而言,這個德國研究小組使用了尺寸為M2的摻硼Cz−Si晶圓片。

他們表示:“我們已經證明,厚度為240 納米的多晶矽層的整體效果最佳。”並補充說,他們採用這種配置實現了21.2%的功率轉換效率。

儘管效率可觀,但Mack相信仍有很大的改進空間。

他說道:“目前,複合主要在正面進行,而我們的正面工藝有點欠缺,並且在這裡我們沒有實現選擇性發射極,也沒有應用我們在實驗後開發的最佳正面鈍化工藝。此外,我們最近開發了一種顯著降低串聯電阻的方法,這種方法本身至少可以使效率提高0.3%。”

Mack表示,多晶矽層是由製造商Tempress提供的。在研究過程中,他們無法使多晶矽層適應工藝步驟的要求。

他總結道:“最後但並非最不重要的一點是,研究結果截止於2019年底,但直到現在我才有時間撰寫論文。”

研究人員在最近發表在Solar RRL上的題為“採用絲網印刷觸點的p型隧穿氧化物鈍化接觸太陽能電池的進展”的論文中展示了他們的研究成果。

 

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