德国弗劳恩霍夫太阳能研究所实现硅基太阳能电池双面接触26%的功效纪录
德国弗劳恩霍夫太阳能研究所(ISE)阿明·李希特(Armin Richter)团队近日实现双面接触的晶体硅太阳能电池——TOPCoRE电池(TOPCon Rear Emitter Solarzelle) 26%的世界功效纪录,相关构造原理和效率提高路径已发表在《自然-能源》(Nature Energy)杂志。
目前由晶体硅材料制作的太阳能电池占据世界市场90%以上,随技术发展进步,其功效已经非常接近硅基半导体物理理论极限(29.4%)。之前最高26%左右的功效纪录仅为太阳能电池交叉背接触(interdigitated back contact,IBC)(编者注:即电池的PN结和金属接触都处于太阳电池的背部,可最大限度地利用入射光,减少光学损失,具有更高的短路电流),但受限于IBC的复杂性,工业生产标准首选双面接触太阳能电池。新的TOPCoRE电池通过前面的收集发射层(sammelndem Emitter)实现了更高的电压、更高的饱和系数(Füllfaktoren);电池设计方面,使晶圆更好的用于载流子移动(Ladungsträgertransport),在电池前面通过使用氧化铝更加有效实现表面钝化(编者注:表面钝化技术是提高晶体硅电池转换效率最有效的手段之一),从而实现了26%功效的新世界纪录
弗劳恩霍夫太阳能研究所设计的电池结构的最大优势是:在接下来的生产过程中,可以基于现有技术将电池相互连接成模块,因此可以使用很多标准的技术.