Mezinárodní výzkumná skupina vyvinula novou techniku umožnující vytváření kontaktů při nízkých teplotách. Nové typy kontaktů údajně zvýší účinnost článků až o 3 %.
Vědci z Austrálie a Spojeného království vyvinuli novou metodu pro konstrukci lokalizovaných zadních kontaktů na křemíkových absorbérech typu p. Technika vedoucí k navrhovanému procesu využívá hliníkem (Al) dopovaný a indukovaný polykrystalický křemík (poly-Si) vytvořený při nízkých teplotách.
,,Tento přístup se vyhýbá vysokoteplotním procesům potřebným pro tvorbu poly-Si a toxickým plynům zapojeným do in-situ dopingu prostřednictvím chemické depozice z par,“ zdůraznili. ,,V systémech, kde by výroba vysokoteplotních kontaktů mohla ohrozit materiály horních článků – jako jsou solární články s více spoji III-V/Si tvořené epitaxním růstem – tato technika nabízí cennou alternativu.“
Výzkumníci vytvořili kontakty pomocí p-Si waferů a p-Si substrátů, na které nanesli 45 nm hydrogenovanou vrstvu vlastního amorfního křemíku a-Si:H(i). Poté nanesli 400 nm Al kontaktů a vzorky žíhali při 190 °C po dobu 5 minut.
„Povrchová pasivace je poškozena přítomností Al dopantů. V důsledku toho se namísto použití celoplošného kontaktu a-Si:H(i)/Al vybrala struktura lokalizovaného kontaktu. Ta kombinuje výhody vynikající povrchové pasivace a-Si:H(i) a nízkého kontaktního odporu zavedeného Al-dopovaný poly-Si,“ vysvětlili vědci.
Nová technika vedoucí k vytváření kontaktů při nízkých teplotách
Před žíháním vzorky vykazovaly chování „podobné izolátoru“. Po žíhání však vzorek vykazoval kontaktní odpor 13,17 mΩ⋅cm2. Při testování kvality pasivace se oblast přímo pod Al kontakty po žíhání výrazně degradovala.
,,Je třeba poznamenat, že vrstva a-Si:H(i) stále poskytuje pasivaci pro oblasti, které nejsou pokryty Al kontakty. A to i přes sníženou kvalitu pasivace,“ zdůraznili akademici. „Po žíhání je vypočítaný implikovaný pokles napětí naprázdno asi 12,7 mV pro oblasti bez Al. Zachovaná pasivace a přiměřený pokles napětí ukazují na proveditelnost použití této kontaktní techniky jako lokalizovaných pasivovaných kontaktů.“
V návaznosti na tyto výsledky se výzkumníci posunuli vpřed k vytvoření solárních článků, které jsou důkazem koncepce. Ty se vyrobily na základě prekurzorů buněk PERC p-Si s konvenčním zářičem typu n. Přední plocha se pasivovala nitridem křemíku (SiNx), který také fungoval jako antireflexní vrstva (ARC). Navíc se navrch nanesla 400 nm Al vrstva, aby se vytvořil celoplošný Al kontakt.
Pro konstrukci zadní části se odstranila zadní struktura prekurzoru buněk PERC. Poté se nanesla 45 nm a-Si:H(i) vrstva, následovaná lokalizovanými kruhovými Al kontakty. Po procesu následovalo žíhání při 190 °C po dobu 5 minut.
,,Pro srovnání se také vyrobila referenční buňka založená na prekurzoru PERC s celoplošným Al zadním kontaktem,“ uvedli vědci. ,,Účinnosti přeměny energie 17 % a 13,9 % se získaly pro články s a-Si:H(i)/Al kontaktem a celoplošným Al zadním kontaktem, což ukazuje na 3 % zvýšení absolutní účinnosti.“
Jejich zjištění se prezentovala ve studii „Nízkoteplotní hliníkem dopovaný a indukovaný polysilikon a jeho aplikace jako částečné zadní kontakty na křemíkových solárních článcích typu p“, publikované v Solar Energy Materials and Solar Cells. Skupinu vytvořili vědci z University of New South Wales (UNSW) Sydney a University of Oxford.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
