Neue Technik: TU-Delft-Forscher entwickeln hocheffiziente Heteroübergang-Solarzellen mit 23,4% Effizienz

Forscher der Delft UNiversity of TechNology (Tu Delft) iN den Niederlanden haben kürzlich erhebliche Fortschritte in der Heteroübergang -Solarzell -Technologie erzielt. Durch die Verwendung einer innovativen "Top-down" -Verarbeitungsmethode entwickelten sie erfolgreich eine Heteroübergang-Solarzelle (RJ-SHJ) mit einer lokalisierten Front-Kontakt-Architektur, wodurch eine Umwandlungseffizienz von 23,4%erreicht wurde. Dieser Durchbruch verbessert nicht nur die Zelle “ S Füllfaktor (FF), verstärkt aber auch seinen Widerstand gegen ultraviolettinduzierte Abbindungen signifikant und ebnet den Weg für die Kommerzialisierung von Solartechnologien der nächsten Generation der nächsten Generation.

Bildquelle: M EDIA n EWS _Photovoltaic -Zellproduktion

Technischer Durchbruch: selbst ausgerichtete lokalisierte Kontaktarchitektur

Die Kerninnovation liegt in der Entwicklung einer selbst ausgerichteten Methode, um die Zelle genau zu positionieren “ S Front -Kontaktelektroden. Herkömmliche Heteroübergangszellen erfordern typischerweise eine transparente Leitoxidschicht (TCO), die die gesamte vordere Oberfläche für den Ladungstransport bedeckt. Dieses Design kann jedoch zu optischen Absorptionsverlusten und zu einem erhöhten Widerstand führen.

Die technische Struktur des Forschungsteams

“ Unser Ansatz verwendet lokalisiertes Ätzen, um die vordere Kontaktschicht nur in Bereichen des Metallnetzes zu halten, während sie sie vollständig an anderer Stelle entfernen. ” Erklärte Dr. Sebastian Smits, der leitende Forscher, in einem Interview mit dem PV -Magazin. Dieser Prozess nutzt das Metallnetz als Maske, um die TCO-Schicht und die N-dotierten Schichten in Nichtkontaktregionen selektiv zu entfernen, wodurch die Zelle Beschädigungen vermieden wird “ s mechanische Stabilität.

Schlüsselprozess: Nanokristalline Siliziumoxid -"-Barriere -Schicht"

Um die Kontrolle über lokalisierte Kontakte mit hoher Präzision zu erreichen, führte das Team ein 8-Nanometer-dicker hydriertes nanokristallines Siliziumoxid (NC-Siox: H) zwischen der intrinsischen Schicht (I-Layer) und dem Kontaktstapel ein. Diese ultradünne Schicht wirkt als “ Barriere ” Während des Ätzens, schützen Sie die zugrunde liegende intrinsische Schicht vor Schäden und minimieren den Widerstandsverlusten in der Kontaktschicht.

“ Die NC-Siox: H-Schicht behält die Oberfläche Passivierung (Verhinderung der Trägerrekombination) und vermeidet eine Verringerung des Füllfaktors oder der offenen Kreisspannung, die durch Ätzen verursacht wird. ” betonte Vorgänge. Zusätzlich fungiert die zurückhaltende TCO-Schicht im Fensterbereich weiterhin als Anti-reflektierende Beschichtung (ARC), wodurch optische Verluste reduziert werden, die durch die Brechungsindex-Fehlanpassung zwischen Silizium und Luft verursacht werden.

Bildquelle: M EDIA n EWS _Die Stromerzeugungseffizienz von bifacialen Photovoltaikmodulen wird durch Brechung beeinflusst

Leistungsvorteile und potenzielle Anwendungen

Verbesserte Effizienz und Stabilität

Das lokalisierte Kontaktdesign verbessert den Füllfaktor signifikant und reduziert die UV-induzierte Abbauraten, wodurch die Zelle direkt verbessert wird “ s langfristige Zuverlässigkeit in Umgebungen im Freien.

Prozesskompatibilität

Die Technologie ist mit vorhandenen Heteroübergang -Produktionslinien kompatibel und erfordert keine komplexen Masken oder zusätzlichen Geräte - Nur ein zusätzlicher Ätzschritt in Standard -Workflows - somit die Kosten für die Massenproduktion senken.

Vielseitige Anwendungen

Die Architektur eignet sich besonders für bifaziale Module oder Szenarien mit hoher Lichtausstattung, da der hoch transparente Fensterbereich die Absorption des einfallenden Lichts der Rückseite maximiert.

Das Forschungsteam plant, die materielle Zusammensetzung der Kontaktschichten und Ätzprozesse weiter zu optimieren und darauf abzurichten, die Zell -Effizienz über 24%zu steigern. Sie untersuchen auch Anwendungen dieser Technologie in Perovskit/Silizium-Tandemzellen, um die Effizienzgrenzen von Einzel-Kreuzungs-Zellen zu übertreffen.

Diese Leistung wurde in Top International Energy Journals veröffentlicht und hat erhebliche Aufmerksamkeit der Branche auf sich gezogen. Wenn sich der Übergang der sauberen Energie beschleunigt, wird erwartet, dass die Kosten mit kostengünstigen Solartechnologien innerhalb der nächsten fünf Jahre weitere Reduzierungen der Photovoltaikkosten steigern.

Tu Delft “ Die Forschung bestätigt, dass traditionelle Solarzellen auf Siliziumbasis durch innovative Struktur- und Prozessdesign immer noch ein großes Potenzial für Leistungsverbesserungen haben. Diese Technologie verleiht nicht nur neue Dynamik in die Industrialisierung von Heteroübergangszellen, sondern bietet auch kritische technische Reserven für globale Ziele für die Kohlenstoffneutralität.

Bildquelle: M EDIA n EWS _ TU Delft Sauberroom