Fonte: ise.fraunhofer
O uso de contatos seletivos de portadores de carga permite a realização das mais altas eficiências de células solares enquanto preserva uma sequência de processo potencialmente enxuta. Com 25,3% para uma célula solar do tipo n com contato de retaguarda seletiva de carga de área total, o Fraunhofer ISE está mantendo o recorde mundial de células solares de silício contatadas em ambos os lados. O silício tipo n oferece a vantagem de maior tolerância a impurezas. No entanto, devido ao menor coeficiente de segregação comparado ao silício tipo-p, a variação na resistência base aumenta. Graças ao fluxo de corrente unidimensional de células solares com contatos seletivos de carga, a resistência da base não influencia significativamente o desempenho da célula. Foi demonstrado pela primeira vez que eficiências superiores a 25% podem ser obtidas para resistências de base entre 1 e 10 Ωcm.
O contato seletivo do transportador de carga TOPCon (contato de óxido passivado de óxido de túnel) desenvolvido no Fraunhofer ISE é baseado em um óxido de túnel ultrafino em combinação com uma fina camada de silício e permite excelente seletividade de portador de carga. Usando este TOPCon no lado posterior (estrutura celular, Fig. 1, 20'20 mm 2 ), um grau recorde de eficiência de 25,3% (V oc = 718 mV, J s = 42,5 mA / cm 2 , FF = 82,8%) poderia ser alcançado em silício tipo-n para uma célula solar contatada em ambos os lados.
A qualidade da bolacha de silício é essencial para a produção de células solares altamente eficientes. Devido à maior tolerância às impurezas, bem como à falta de degradação induzida pela luz (LID), os níveis atualmente mais altos de eficiência são alcançados com o silício tipo n (tanto no laboratório quanto na produção). No entanto, o menor coeficiente de segregação do silício tipo-n comparado ao silício tipo-p causa uma maior variação na resistência básica durante o crescimento do cristal. Para as células solares com estruturas laterais pronunciadas (PERC, IBC), apenas as pastilhas de silício com certas resistências de base e, portanto, apenas uma parte de toda a haste de cristal pode ser usada. No entanto, devido ao fluxo de corrente unidimensional na base da célula solar TOPCon, a resistência de base não tem influência significativa no desempenho da célula solar. Conseguimos demonstrar que isso também pode ser implementado em aplicações práticas para os mais altos graus de eficiência. Obtivemos eficiências ≥ 25% para resistência de base entre 1 e 10 Ωcm. Tensões de circuito aberto (V oc )> 715 mV e fatores de enchimento (FF)> 81,5% foram obtidos para todas as resistências da base.
