Kilde: www.ise.fraunhofer.de
Bruk av ladningsbærerselektive kontakter muliggjør realisering av høyeste solcelleeffektivitet samtidig som en potensiell mager prosesssekvens bevares. Fraunhofer ISE har 25,3% for en n-type solcelle med full-areal-bærer-selektiv bakkontakt, og holder verdensrekorden for silisium-solceller kontaktet på begge sider. n-type silisium gir fordelen med høyere toleranse for urenheter. Imidlertid øker variasjonen i basemotstanden på grunn av den lavere segregeringskoeffisienten sammenlignet med p-type silisium. Takket være den endimensjonale strømmen av solceller med ladningsbærerselektive kontakter, påvirker ikke basemotstanden celleytelsen betydelig. Det ble demonstrert for første gang at virkningsgrader over 25% kan oppnås for basemotstand mellom 1 og 10Ωcm.
Den ladningsbærer-selektive kontakten TOPCon (passert tunneloksidkontakt) utviklet på Fraunhofer ISE er basert på et ultratynt tunneloksid i kombinasjon med et tynt silisiumlag og muliggjør utmerket ladningsbærerselektivitet. Ved hjelp av denne TOPCon-baksiden (cellestruktur, fig. 1, 20´20 mm2), en rekordgrad av effektivitet på 25,3% (V.oc= 718mV, Js= 42,5 mA / cm2, FF=82,8%) kunne oppnås på n-type silisium for en solcelle som er kontaktet på begge sider.
Kvaliteten på silisiumplaten er viktig for produksjon av svært effektive solceller. På grunn av den høyere toleransen mot urenheter, så vel som mangelen på lysindusert nedbrytning (LID), oppnås den nåværende høyeste grad av effektivitet på n-type silisium (i laboratoriet så vel som i produksjonen). Imidlertid forårsaker den lavere segregeringskoeffisienten av n-type silisium sammenlignet med p-type silisium en høyere variasjon i basemotstand under krystallvekst. For solceller med uttalt laterale strukturer (PERC, IBC), er det kun silisiumplater med visse basemotstander og dermed bare en del av hele krystallstangen som kan brukes. På grunn av den endimensjonale strømmen i grunnlaget for TOPCon-solcellen har basemotstanden imidlertid ingen signifikant innflytelse på solcelleytelsen. Vi var i stand til å demonstrere at dette også kan implementeres i praktiske applikasjoner for høyeste effektivitetsgrad. Vi oppnådde effektiviteter ≥25% for basemotstand mellom 1 og 10Ωcm. Spenninger med åpen krets (Voc)> 715 mV og fyllingsfaktorer (FF)> 81,5% ble oppnådd for alle basemotstander.
