Представлен солнечный элемент из обычного кремния с рекордным кпд


  • Источник: 3dnews.ru 
  • Дата: Апр 22, 2021 
  • Просмотры: 244

Учёные из Института систем солнечной энергетики им. Фраунгофера (ISE) создали из классического монокристаллического кремния фотоэлемент с эффективностью преобразования на уровне 26%, что стало мировым достижением. Новая технология проще предложенной ранее технологии Interdigitated Back Contact (IBC) с контактами на тыльной стороне ячеек и обещает приблизиться к теоретическому пределу кремния при преобразовании солнечной энергии в электричество.

predstavlen-solnechnyi-element-iz-obychnogo-kremniia-s-rekordnym-kpd_1.jpg

Источник изображения: Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems

Сегодня из обычного монокристаллического кремния выпускается подавляющее большинство солнечных панелей свыше 90%. Было бы заманчиво повысить КПД таких панелей без усложнения технологии и удорожания производства. В этом обещала помочь технология IBC, когда оба токопроводящих контакта в ячейках создаются на тыльной стороне ячейки, что не затеняет панель и позволяет полнее использовать объём элемента в процессе выбивания электронов фотонами. К сожалению, хотя панели IBC по КПД и приблизились к 26%, их производство достаточно дорого, поэтому они оказались невостребованными.

Исследователи из ISE смогли приблизить КПД монокристаллических ячеек к 26% другим путём и даже обещают пойти дальше добиться значения КПД на уровне 27% при теоретическом пределе для кремния 29,4%. Этого удалось добиться благодаря особому расположению токопроводящих контактов на обеих сторонах ячеек, но это не все изменения.

predstavlen-solnechnyi-element-iz-obychnogo-kremniia-s-rekordnym-kpd_2.jpg

Источник изображения: Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems

В основе новой ячейки лежит контакт TOPCon это контакт, пассивированный туннельным оксидом. От выпускаемых сегодня панелей новая разработка отличается тем, что контакт TOPCon расположен не сверху, а лежит по всей тыльной стороне ячейки. Этот подход позволил также легировать бором не всю переднюю поверхность, а только места под вторым оставшимся там обычным контактом, что упростило и удешевило производство. Таким образом, новая ячейка получила название TOPCoRE (элемент с контактом TOPCon на задней стороне). Помимо высокого КПД новый элемент выдаёт большее напряжение, а его работа сопровождается меньшими потерями из-за поверхностной рекомбинации и благодаря эффективному транспорту электронов.

По словам разработчиков, новый элемент соответствует внедрённым промышленным стандартам и отлично подходит для массового производства.