激光增强接触优化将TOPCon太阳能电池性能提高了0.6

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来自德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(ISE)和德国激光增强接触优化(LECO)的研究人员与Cell Engineering GmbH合作,主要通过使用LECO作为烧制后处理,将隧穿氧化物层钝化接触(TOPCon)太阳能电池的功率转换效率提高了0.6%。

Cell Engineering GmbH于2016年获得了这一新工艺的专利,取代了通常用于TOPCon电池的传送带式炉(FFO)技术,该技术需要的峰值温度高于700 C。众所周知,FFO可以提高电池的填充因子,但也会导致金属诱导的重组增加,从而降低开路电压和电池的整体效率。

科学家们说:“这项研究使用激光增强接触优化(LECO)作为烧制后处理方法来降低接触烧制温度,使得工业TOPCon太阳能电池的开路电压更高,同时填充因子值也更高。”

LECO工艺包括在太阳能电池的正面以超过10 V的恒定反向电压使用高强度激光脉冲,由此产生的数安培电流会大大降低半导体和金属电极之间的接触电阻率。

德国研究团队在多晶硅厚度分别为80和170纳米的TOPCon太阳能电池上测试了这种新方法。

研究人员解释说:“该电池的结构采用一个硼扩散的p+发射极,并用热生长的二氧化硅(SiO2)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)氧化铝(AlOx)和氮化硅(SiNx)层、n型体和背面同样的TOPCon层进行钝化处理。在退火过程中,磷通过薄薄的氧化物扩散,在晶体硅内形成一个尾部,使其具有出色的钝化质量,同时沉积的非晶硅会结晶成多晶硅。然后,TOPCon层被作为抗反射涂层和氢源的PECVD SiNx层盖住,这对完全激活钝化作用至关重要。”

学者们确定,用新的LECO技术制造的超级太阳能电池的效率达到了24.1%,而不采用LECO的参考电池的效率为23.8%。

科学家们说:“这些结果与贺利氏公司的结果相吻合,他们估计这类电池的潜在增益为0.52%。”他们指出,表现最好的电池也达到了81.6%的填充因子,706 mV的开路电压,以及41.3 mA/cm2的短路电流。

科学家们在最近发表在期刊《光伏进展》(Progress in Photovoltaics)上的文章《iTOPCon太阳能电池上的激光增强接触优化》中介绍了这一发现。

他们总结说:“LECO工艺能做的不仅仅是提高太阳能电池的平均性能,还允许对整个工艺序列进行整体微调,并使接触电阻率更加均匀,从而使填充因子分布更窄。在这两方面,各层都变得更薄更低掺杂,并有可能采用额外或加厚的介电层,对金属浆料的渗透更有适应性,减少金属面积分数,延长烧制或退火条件。”

来源:www.pv-magazine.com

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