原标题:历史性突破:IBC电池实现26.6%效率
IBC电池技术面世以来,由于成本效率较高,一直未得到广泛认可。全球目前能实现商业化生产的有☞☞
SunPower分拆出来的Maxeon Solar Technologies公司
,中国的☞☞
国电投黄河公司也新投产了200MW
。最近,德国的研究人员通过一种称为“Hot-Wire”化学气相沉积的沉积技术,以较低成本实现了26.6%的电池效率。
此前IBC电池的效率记录是日本化学公司和太阳能电池制造商Kaneka通过背接触异质结技术实现的的最高效率 - 26.33%。
德国研究人员正在试验的“Hot-Wire”化学气相沉积的沉积技术,据说从而可以
应用于异质结的N型微晶碳化硅
N型微晶碳化硅(μc-SiC:H(N))是一种昂贵的宽禁带材料,用作异质结电池电池底层材料被认为有优良的光电性能。但由于所需材料昂贵,而且可靠性具有挑战性,迄今为止,这项技术的应用还很有限:在太阳能电池上生长高透明n型微晶碳化硅的沉积条件往往会导致底层硅层的严重退化。
德国能源研究所(IEK-5)领导的一个国际研究小组研究了n型微晶碳化硅的Hot-Wire化学气相沉积(HWCVD)如何应用于改善IBC太阳能电池的性能。当使用Hot-Wire化学气相法沉积时,由于具有高的光学透明性和合适的折射率,降低了在陷光和反射的同时产生的吸收损耗,可以在不需要再结晶或氢化等处理的情况下提供优异的钝化效果,生产出高性能硅基薄膜或异质结电池。
发表于《Progress in Photovoltaics》的研究结果显示,“IBC正面没有焊带遮挡,能实现最大化的短路电流,晶硅太阳能电池正面的透明碳化硅/隧道二氧化硅钝化:使Jsc达到了42毫安/平方厘米,iVoc为742毫伏,电池的发电效率提高到26.6%。
改进的钝化工艺
研究人员认为,在250摄氏度,未经进一步处理的情况下,通过改进的钝化工艺,在电阻率为1.0Ωc m、厚度为170μm的双面织构掺磷直拉单晶硅片上获得了优异的钝化效果。更重要的是,这种优异的钝化工艺只需要湿化学氧化和HWCVD沉积μC SiC:H(n),因而是一个非常简单和精益的制造过程。
在玻璃基板上复合氟化镁(MgF2)、氮化硅(SiNx:H)和μc-SiC:H(n)后,加上电池正面的一层抗反射涂层,形成两层复合层。特别研制的“抗反射涂层”,其所有吸收都发生在“μc-SiC:H(n)层”中,该层在波长λ<520nm时吸收显著,研究人员称这两层的反射系数都很低,在短路电流密度下,正面的总光学损耗分别降低到0.62和0.47毫安/平方厘米。
模拟结果表明,采用低成本的硅片,可以生产出效率为25.2%的IBC电池,而如果采用高质量的c-Si硅片,可以将电池的生产效率提高到26.6%。
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