Les chercheurs s'efforcent de créer de nouvelles cellules solaires plus performantes et plus efficaces. Dans le cadre de cette initiative, ils ont développé une cellule solaire à jonction arrière POLO, dont le rendement est de 24.2 %, fabriquée par PECVD.
L'équipe de l'Institut de recherche sur l'énergie solaire de Hamelin (ISFH) et le fabricant allemand d'équipements photovoltaïques Centrotherm ont collaboré pour développer des cellules solaires à jonction arrière en polysilicium sur oxyde (POLO) de type n+ à haut rendement. Pour ce faire, un système industriel de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) avec une source plasma basse fréquence a été utilisé. Le dispositif obtenu présente un rendement légèrement supérieur à celui du dispositif de référence fabriqué par dépôt de couches atomiques (ALD), une technique plus coûteuse. Les scientifiques ont utilisé un système PECVD LF (Plasma-Flux-PECVD) industriel de type batch de Centrotherm pour déposer la couche d'oxyde d'aluminium (AIOx).
L'auteur principal de l'étude, Byungsul Min, a déclaré : « Notre étude démontre pour la première fois l'efficacité d'un nettoyage et d'une passivation industriels de la face avant texturée non diffusée, avec une excellente qualité de passivation. En particulier, la couche de passivation AlOx/SiNy est fabriquée à l'aide d'un système industriel de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) utilisant une source plasma basse fréquence (BF), ce qui est beaucoup plus rentable que les systèmes de dépôt de couches atomiques (ALD) ou les systèmes PECVD utilisant une source plasma haute fréquence (HF). »
Points forts
- La cellule solaire à jonction arrière POLO dopée dans une plaquette de silicium cultivée par Czochralski mesure 156.75 mm x 156.75 mm.
- Le résistivité de la plaquette de silicium est de 0.73 Ωcm.
- La cellule POLO a réussi: conversion de puissance/rendement (24.2 %), densité de courant de court-circuit (40.2 mA/cm²), facteur de remplissage (2 %) et tension à vide (83.0 mV). Ces résultats ont été confirmés par ISFH CalTeC.
- Un autre appareil sur une plaquette texturée Czochralski dopée au gallium, présentant une résistivité de 0.9 Ωcm. Elle est composée d'une couche d'AIOx de 10 nm d'épaisseur déposée par ALD et d'une couche de SiNy.
- Cet appareil atteint: efficacité (24.1 %), densité de courant de court-circuit (39.9 mA/cm2), facteur de remplissage (83.2 %) et tension en circuit ouvert (725 mV).
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Selon les chercheurs, « L'intégration de cette séquence de passivation dans notre flux de processus actuel pour les cellules solaires POLO BJ a été démontrée avec succès avec les cellules solaires POLO BJ, qui présentent des rendements cellulaires encore plus élevés que la référence fabriquée avec des processus à l'échelle du laboratoire. »
Source : Cellule solaire à jonction arrière POLO à rendement de 24.2 % avec une structure AlOx/SiNy
