德國研發矽異質結電池技術

2020-12-18 索比光伏網

德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(ISE)的科學家們利用強脈衝光(IPL)處理技術開發了一種無母線矽異質結太陽能電池。該裝置採用多矽基隧道氧化物鈍化觸點，並在晶圓片的兩側施加。

德國Fraunhofer ISE的研究人員開發了一種利用強脈衝光處理絲網印刷金屬觸點的矽異質結(SHJ)太陽能電池，並聲稱這種方法實現了23.0%的轉換效率。

科學家們用強脈衝光(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。它通常用於燒結印刷電子產品中的銀基、銅基或鎳基電極，在光伏研究中，用於在矽晶片和金屬複合基異質結結構上燒結銅基電極。

該小組解釋說，強脈衝光(IPL)主要由可見光組成，以持續毫秒的脈衝電磁輻射發送，用於電池的低溫金屬接觸快速加熱。該小組指出：「平均而言，經過ipl退火的SHJ電池在0.3 - 0.4%的abs上的表現優於經過熱處理的懸件，特別是由於更高的開路電壓和填充係數。熱退火需要使用更大、成本更高的製造工具。

然而，強脈衝光(IPL)受到敏感非晶矽異質結結構的溫度約束。根據研究人員的說法，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矽基隧道氧化物鈍化觸點。

通過直流磁控濺射，在觸點上塗上氧化銦錫(ITO)，這是一種真空鍍膜技術，在電池生產和其他地方經常用於沉積多種類型的材料。根據Fraunhofer ISE的說法，強脈衝光(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嚮導電率的增加。

研究人員證實：「全尺寸ipli處理的無母線SHJ細胞被製造出來，其獨立認證的效率高達23.0%，並且細胞的轉換效率是由弗勞恩霍夫ISE CalLab認證的。」

此外，還將強脈衝光(IPL)技術應用於兩面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》上發表的論文中，研究人員介紹了在非晶態或多晶矽層上鈍化觸點的太陽能電池後端處理中採用強脈衝光的IPL處理方法。

根據國際光電技術路線圖，矽異質結技術已經開始大規模生產。事實上預計它將在未來五年內獲得10%以上的市場份額。研究人員進一步解釋說，使用強脈衝光(IPL)優化工業退火工藝可以進一步鋪平成功的道路。

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