TOPCon, superando cuellos de botella fundamentales en una nueva célula solar de silicio récord mundial

- Mar 11, 2019-

Fuente: ise.fraunhofer

TOP Fraunhofer Ise


El uso de contactos selectivos de portadores de carga permite la realización de las mayores eficiencias de células solares al tiempo que conserva una secuencia de proceso potencialmente pobre. Con un 25,3% para una célula solar de tipo n con contacto trasero selectivo con portador de carga de área completa, Fraunhofer ISE mantiene el récord mundial de células solares de silicio contactadas en ambos lados. El silicio tipo n ofrece la ventaja de una mayor tolerancia a las impurezas. Sin embargo, debido al menor coeficiente de segregación en comparación con el silicio de tipo p, la variación en la resistencia de la base aumenta. Gracias al flujo de corriente unidimensional de las células solares con contactos selectivos del portador de carga, la resistencia de la base no influye significativamente en el rendimiento de la célula. Se demostró por primera vez que se pueden lograr eficiencias superiores al 25% para resistencias base entre 1 y 10 cm.


El contacto selectivo del portador de carga TOPCon (contacto pasivado con óxido de túnel) desarrollado en Fraunhofer ISE se basa en un óxido de túnel ultra delgado en combinación con una capa delgada de silicona y permite una excelente selectividad del portador de carga. Usando este lado posterior de TOPCon (estructura celular, Fig. 1, 20´20 mm 2 ), se podría lograr un grado de eficiencia de registro de 25.3% (V oc = 718 mV, J s = 42.5 mA / cm 2 , FF = 82.8%) Se logrará con silicio tipo n para una célula solar contactada en ambos lados.


La calidad de la oblea de silicio es esencial para la producción de células solares altamente eficientes. Debido a la mayor tolerancia a las impurezas, así como a la falta de degradación inducida por la luz (LID, por sus siglas en inglés), los niveles más altos de eficiencia actuales se logran con el silicio de tipo n (tanto en el laboratorio como en la producción). Sin embargo, el menor coeficiente de segregación del silicio de tipo n en comparación con el silicio de tipo p provoca una mayor variación en la resistencia de la base durante el crecimiento del cristal. Para las células solares con estructuras laterales pronunciadas (PERC, IBC), solo se pueden usar obleas de silicio con ciertas resistencias de base y, por lo tanto, solo se puede usar una parte de toda la barra de cristal. Sin embargo, debido al flujo de corriente unidimensional en la base de la célula solar TOPCon, la resistencia de la base no tiene influencia significativa en el rendimiento de la célula solar. Pudimos demostrar que esto también se puede implementar en aplicaciones prácticas para obtener los más altos grados de eficiencia. Logramos eficiencias ≥25% para la resistencia de la base entre 1 y 10 Ωcm. Se lograron voltajes de circuito abierto (V oc )> 715 mV y factores de llenado (FF)> 81.5% para todas las resistencias base.