德國研發(fā)硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池

導讀德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所（ISE）的科學家們利用強脈沖光（IPL）處理技術開發(fā)了一種無母線硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池。該裝置采用多硅基隧道氧化物鈍化觸點，并在晶圓片的兩側(cè)施加。

德國Fraunhofer ISE的研究人員開發(fā)了一種利用強脈沖光處理絲網(wǎng)印刷金屬觸點的硅異質(zhì)結(jié)（SHJ）太陽能電池，并聲稱這種方法實現(xiàn)了23．0％的轉(zhuǎn)換效率。

科學家們用強脈沖光（IPL）處理代替了通常使用的熱退火，這是一種對各種薄膜進行快速熱加工的廉價的卷對卷技術。它通常用于燒結(jié)印刷電子產(chǎn)品中的銀基、銅基或鎳基電極，在光伏研究中，用于在硅晶片和金屬復合基異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)上燒結(jié)銅基電極。

該小組解釋說，強脈沖光（IPL）主要由可見光組成，以持續(xù)毫秒的脈沖電磁輻射發(fā)送，用于電池的低溫金屬接觸快速加熱。該小組指出“平均而言，經(jīng)過ipl退火的SHJ電池在0．3 － 0．4％的abs上的表現(xiàn)優(yōu)于經(jīng)過熱處理的懸件，特別是由于更高的開路電壓和填充系數(shù)。熱退火需要使用更大、成本更高的制造工具。

然而，強脈沖光（IPL）受到敏感非晶硅異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的溫度約束。根據(jù)研究人員的說法，該技術更實際的應用是在晶圓的兩面都應用了耐溫度的多硅基隧道氧化物鈍化觸點。

通過直流磁控濺射，在觸點上涂上氧化銦錫（ITO），這是一種真空鍍膜技術，在電池生產(chǎn)和其他地方經(jīng)常用于沉積多種類型的材料。根據(jù)Fraunhofer ISE的說法，強脈沖光（IPL）過程的輻射能量不僅被晶圓吸收，而且也被金屬化本身吸收。金屬觸點吸收的這部分能量會導致手指電阻顯著降低，同時報告指出，這種降低也會導致觸點橫向?qū)щ娐实脑黾印?/p>

研究人員證實“全尺寸ipli處理的無母線SHJ細胞被制造出來，其獨立認證的效率高達23．0％，并且細胞的轉(zhuǎn)換效率是由弗勞恩霍夫ISE CalLab認證的。”

此外，還將強脈沖光（IPL）技術應用于兩面TOPCon觸點的2cm x2cm尺寸的光刻太陽能電池，獲得了高達709．3兆瓦的開路電壓值。

在《太陽能材料與太陽能電池》上發(fā)表的論文中，研究人員介紹了在非晶態(tài)或多晶硅層上鈍化觸點的太陽能電池后端處理中采用強脈沖光的IPL處理方法。

根據(jù)國際光電技術路線圖，硅異質(zhì)結(jié)技術已經(jīng)開始大規(guī)模生產(chǎn)。事實上預計它將在未來五年內(nèi)獲得10％以上的市場份額。研究人員進一步解釋說，使用強脈沖光（IPL）優(yōu)化工業(yè)退火工藝可以進一步鋪平成功的道路。

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