Solární článek TOPCon dosahuje účinnosti 24,2 % díky nové technologii plazmatické depozice atomárních vrstev.
Mezinárodní tým vědců zjednodušil nanášení tenkých vrstev při komerční výrobě solárních článků TOPCon. Prostřednictvím průmyslové techniky depozice atomárních vrstev s asistencí plazmatu (PEALD) se jim podařilo dosáhnout účinnosti přeměny energie 22,8 % u modulu TOPCon s 60 články a výkonem 613 W.
TopCon solární článek
Mezinárodní výzkumný tým vyrobil solární článek s pasivními kontakty na bázi tunelových oxidů (TOPCon) pomocí nové techniky umožňující řídit depozici tunelových oxidů na atomární úrovni.
„Cílem této nové technologie je vyřešit problémy, které přinášejí tradiční metody nízkotlakého chemického napařování (LPCVD),“ řekl výzkumník Liao Baochen časopisu pv. „Jsou to mimo jiné vysoké náklady na údržbu a nízká rychlost depozice, zejména při dopování in-situ.“
Vědci popsali navrhovanou metodu jako inovativní techniku průmyslového nanášení atomárních vrstev pomocí plazmatu (PEALD) v trubkách. Tvrdili, že může poskytnout vysoce kvalitní, husté tunelové vrstvy oxidu křemičitého (SiOx) při nízkých nákladech a vysoké výkonnosti.
Uvedli, že ji lze snadno integrovat do trubicových systémů PECVD používaných pro výrobu monokrystalických solárních modulů PERC.
„K dokončení depozice všech vrstev tenké vrstvy stačí jeden depoziční nástroj. Tudíž jeho výrobní proces je konkurenceschopnější než konvenční metody,“ uvedli vědci.
Specifikace, výroba a testování
Skupina vytvořila článek s destičkou typu G1 n o tloušťce 170 μm a ploše 440,96 cm2. Všechny vrstvy nanesli při teplotě 200 °C a době cyklu 25 sekund. Poté řídili tloušťku SiOx nastavením počtu cyklů nanášení atomárních vrstev (ALD). Následně žíhali všechny vzorky v trubkové peci při teplotě 920 °C po dobu 45 minut, aby usnadnili krystalizaci a aktivaci dopantu.
V posledním kroku vědci na články z obou stran nanesli sítotisk s pastou ze slitiny hliníku a stříbra (Al-Ag) pro přední elektrody a pastou Ag pro zadní elektrody. Poté zařízení vypálili při špičkové teplotě přibližně 800 °C pomocí průmyslové rychlovypalovací pece.
Výzkumný tým testoval články za standardních podmínek osvětlení. Nejvýkonnější zařízení dosáhlo účinnosti přeměny energie 24,2 %. Dále zaznamenalo napětí naprázdno 42,65 V, zkratového proudu 17,74 A a činitele plnění 81,0 %.
Modul TOPCon
Vědci také použili 60 článků k sestavení modulu TOPCon o výkonu 613 W. Modul dosáhl účinnosti 22,8 %, napětí naprázdno 41,21 V, zkratového proudu 18,17 A a činitele plnění 79,5 %.
„Články jsme napůl rozřezali laserem a oboustranně laminovali dvěma panely z tvrzeného skla, čímž vznikly bifaciální moduly,“ uvedli.
Nový výrobní postup představili v článku „Atomic scale controlled tunnel oxide enabled by a novel industrial tube-based PEALD technology with demonstrated commercial TOPCon cell efficiencies > 24%“, který nedávno publikovali v časopise Progress in Photovoltaics.
Skupina zahrnuje vědce z univerzity v Nantongu, čínského výrobce článků Tongwei, singapurského Institutu materiálového výzkumu a inženýrství (IMRE), australské Univerzity Nového Jižního Walesu (UNSW) a čínského výrobce modulů Risen Energy.
Zdroje: pv-magazine, Top-Vozíky
