Forscher arbeiten daran, neue, bessere und effizientere Solarzellen zu entwickeln. In einem dieser Versuche entwickelten Wissenschaftler eine POLO-Back-Junction-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 24.2 %. Die Solarzelle wurde mittels PECVD hergestellt.
Das Team von Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) und deutscher PV-Anlagenhersteller Centrotherm Die beiden Wissenschaftler haben zusammengearbeitet. Sie entwickelten hocheffiziente n+-Typ Polysilizium-auf-Oxid (POLO)-Back-Junction-Solarzellen. Dafür wurde eine industrielle plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidungsanlage (PECVD) mit einer Niederfrequenz-Plasmaquelle eingesetzt. Das Bauteil erreichte einen etwas höheren Wirkungsgrad als das Referenzbauteil, das durch teurere Atomlagenabscheidung (ALD) hergestellt wurde. Zur Abscheidung der AlOx-Schicht nutzten die Wissenschaftler eine industrielle Batch-LF-PECVD-Anlage von Centrotherm.
Der Hauptautor der Studie, Byungsul Min sagte Unsere Studie zeigt erstmals eine effektive industrielle Reinigung und Passivierung der undifzierten, texturierten Vorderseite mit exzellenter Passivierungsqualität. Insbesondere wird der AlOx/SiNy-Passivierungsschichtstapel mit einem industriellen plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidungssystem (PECVD) mit einer Niederfrequenz-Plasmaquelle (LF) hergestellt, das deutlich kostengünstiger ist als Atomlagenabscheidungssysteme (ALD) oder PECVD-Systeme mit einer Hochfrequenz-Plasmaquelle (HF).
Highlights
- Die POLO-Back-Junction-Solarzelle mit dotiertem Silizium-Wafer im Czochralski-Verfahren misst 156.75 mm x 156.75 mm.
- Der Widerstand des Siliziumwafers beträgt 0.73 Ωcm.
- Die POLO-Zelle erreichte: Leistungsumwandlung/Wirkungsgrad (24.2 %), Kurzschlussstromdichte (40.2 mA/cm²), Füllfaktor (2 %) und Leerlaufspannung (83.0 mV). Diese Ergebnisse wurden vom ISFH CalTeC bestätigt.
- Ein anderes Gerät auf einem strukturierten, Gallium-dotierten Czochralski-Wafer mit einem spezifischen Widerstand von 0.9 Ωcm. Er besteht aus einer 10 nm dicken, mittels ALD abgeschiedenen AlOx-Schicht und einer SiNy-Schicht.
- Dieses Gerät erreicht: Wirkungsgrad (24.1 %), Kurzschlussstromdichte (39.9 mA/cm2), Füllfaktor (83.2 %) und Leerlaufspannung (725 mV).
28 % effizientes Perowskit-Silizium-Tandem-Solarmodul von PeroNova
Nach Angaben der Forscher „Die Integration dieser Passivierungssequenz in unseren aktuellen Prozessablauf für POLO BJ-Solarzellen wurde erfolgreich mit POLO BJ-Solarzellen demonstriert, die sogar höhere Zellwirkungsgrade aufweisen als die mit Laborprozessen hergestellten Referenzzellen.“
Quelle: 24.2 % effiziente POLO-Back-Junction-Solarzelle mit einer AlOx/SiNy
