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P型TOPCon光伏太阳能电池效率达到21.2%

来源:pv-magazine    时间:2021-04-16

大多数隧穿氧化物钝化接触(TOPCon)太阳能电池都使用n型晶圆片,因为其钝化接触比p型晶圆片更有技术和物理优势。但是,使用p型晶圆片更容易地在现有PERC电池生产线中集成生产这些电池,而不必对当前的生产工艺进行太多变更。

考虑到这一点,德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)的研究人员努力改进p型高效TOPCon电池的生产工艺。他们已经确定了最好的金属化浆料,帮助在制定这些电池的制造工艺步骤时降低接触电阻率和接触复合值。

这些科学家们首先测试了11种银(Ag)或银-铝(Ag/Al)金属化浆料。在确定了最合适的浆料后,他们将其整合到生产工艺中。

“总的来说,我们观察到,为了实现有效接触,我们主要应该使用专用的TOPCon浆料,一些专门推广用于n型掺杂TOPCon层的浆料对p型掺杂TOPCon层也很奏效。”学者们解释道。

其制造工艺包括通过原位掺硼多晶硅层低压化学气相沉积法(LPCVD)形成p型后触点。工艺步骤还包括高温退火并通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在电池的两侧应用氮化硅(SiNx)层。他们表示,通过实施氢化用SiNx牺牲层可使效率提高0.2%,并由此提高钝化接触结构的表面钝化质量。

研究人员Sebastian Mack告诉《光伏》杂志:“目前,额外的氢化步骤确实会增加额外的成本,因为必须使用另一种PECVD工具来两次沉积后氮化硅(SiNx)层。我们尚未尽全力使背面的初始SiNx层在高温下保持稳定,因此实现这一点可以在保持该层的同时降低成本。”

就太阳能电池而言,这个德国研究小组使用了尺寸为M2的掺硼Cz?Si晶圆片。

他们表示:“我们已经证明,厚度为240 纳米的多晶硅层的整体效果最佳。”并补充说,他们采用这种配置实现了21.2%的功率转换效率。

尽管效率可观,但Mack相信仍有很大的改进空间。

他说道:“目前,复合主要在正面进行,而我们的正面工艺有点欠缺,并且在这里我们没有实现选择性发射极,也没有应用我们在实验后开发的最佳正面钝化工艺。此外,我们最近开发了一种显著降低串联电阻的方法,这种方法本身至少可以使效率提高0.3%。”

Mack表示,多晶硅层是由制造商Tempress提供的。在研究过程中,他们无法使多晶硅层适应工艺步骤的要求。

他总结道:“最后但并非最不重要的一点是,研究结果截止于2019年底,但直到现在我才有时间撰写论文。”

研究人员在最近发表在Solar RRL上的题为“采用丝网印刷触点的p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池的进展”的论文中展示了他们的研究成果。

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