Πηγή: ise.fraunhofer
Η χρήση επιλεκτικών επαφών φορτιστή φορτίου επιτρέπει την πραγματοποίηση των υψηλότερων αποτελεσμάτων των ηλιακών κυψελών, διατηρώντας παράλληλα μια δυνητικά χαλαρή ακολουθία διεργασιών. Με 25,3% για ένα ηλιακό κύτταρο τύπου n με επιλεκτική οπίσθια επαφή φορτιστή πλήρους περιοχής, η Fraunhofer ISE κρατάει το παγκόσμιο ρεκόρ για τα ηλιακά κύτταρα πυριτίου που έρχονται σε επαφή και στις δύο πλευρές. Το ν-τύπου πυρίτιο προσφέρει το πλεονέκτημα της υψηλότερης ανοχής στις ακαθαρσίες. Ωστόσο, λόγω του χαμηλότερου συντελεστή διαχωρισμού σε σύγκριση με το πυρίτιο τύπου ρ, αυξάνεται η μεταβολή της αντίστασης βάσης. Χάρη στην μονοδιάστατη ροή ρεύματος ηλιακών κυψελών με επαφές επιλεκτικού φορέα φόρτισης, η αντίσταση βάσης δεν επηρεάζει σημαντικά την απόδοση του κυττάρου. Αποδείχθηκε για πρώτη φορά ότι μπορούν να επιτευχθούν αποτελεσματικότητες μεγαλύτερες από 25% για βασικές αντιστάσεις μεταξύ 1 και 10 Ωcm.
Η επιλεκτική επαφή φορέα φόρτισης TOPCon (παθητική επαφή οξειδίου σήραγγας) που αναπτύχθηκε στο Fraunhofer ISE βασίζεται σε ένα εξαιρετικά λεπτό οξείδιο σήραγγας σε συνδυασμό με ένα λεπτό στρώμα πυριτίου και επιτρέπει εξαιρετική εκλεκτικότητα φορέα φόρτισης. Χρησιμοποιώντας την πίσω πλευρά του TOPCon (κυτταρική δομή, Σχήμα 1, 20'20 mm 2 ), θα μπορούσε να επιτευχθεί ένας βαθμός απόδοσης 25,3% (V oc = 718 mV, Js = 42,5 mA / cm2 , FF = 82,8%) να επιτυγχάνεται σε πυρίτιο τύπου ν για ηλιακό κύτταρο που έρχεται σε επαφή και στις δύο πλευρές.
Η ποιότητα του δίσκου πυριτίου είναι απαραίτητη για την παραγωγή ηλιακών κυψελίδων υψηλής απόδοσης. Λόγω της υψηλότερης ανοχής στις ακαθαρσίες καθώς και της έλλειψης αποικοδόμησης που προκαλείται από το φως (LID), επιτυγχάνεται σήμερα ο υψηλότερος βαθμός απόδοσης σε πυρίτιο τύπου n (τόσο στο εργαστήριο όσο και στην παραγωγή). Ωστόσο, ο χαμηλότερος συντελεστής διαχωρισμού πυριτίου τύπου ν σε σύγκριση με το πυρίτιο τύπου ρ προκαλεί μεγαλύτερη διακύμανση στην αντίσταση βάσης κατά την ανάπτυξη κρυστάλλων. Για τα ηλιακά κύτταρα με έντονες πλευρικές δομές (PERC, IBC), μόνο δίσκοι πυριτίου με ορισμένες βασικές αντιστάσεις και έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ένα μέρος ολόκληρης της κρυσταλλικής ράβδου. Ωστόσο, λόγω της μονοδιάστατης ροής ρεύματος στη βάση του ηλιακού κυττάρου TOPCon, η αντίσταση βάσης δεν έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση των ηλιακών κυψελών. Ήμασταν σε θέση να αποδείξουμε ότι αυτό μπορεί να εφαρμοστεί και σε πρακτικές εφαρμογές για υψηλότερους βαθμούς απόδοσης. Επιτύχαμε απόδοση> 25% για αντίσταση βάσης μεταξύ 1 και 10 Ωcm. Οι τάσεις ανοικτού κυκλώματος (V oc )> 715 mV και συντελεστές πλήρωσης (FF)> 81,5% επιτεύχθηκαν για όλες τις βασικές αντιστάσεις.