Fonte: ise.fraunhofer
L'uso di contatti selettivi con carrier di carica consente la realizzazione delle massime efficienze di celle solari preservando una sequenza di processo potenzialmente snella. Con il 25,3% per una cella solare di tipo n con contatto backside carrier selettiva a piena area, Fraunhofer ISE detiene il record mondiale di celle solari al silicio contattate su entrambi i lati. il silicio di tipo n offre il vantaggio di una maggiore tolleranza alle impurità. Tuttavia, a causa del basso coefficiente di segregazione rispetto al silicio di tipo p, la variazione della resistenza di base aumenta. Grazie al flusso di corrente unidimensionale delle celle solari con contatti selettivi del vettore di carica, la resistenza di base non influenza in modo significativo le prestazioni della cella. È stato dimostrato per la prima volta che si possono ottenere efficienze superiori al 25% per resistenze di base tra 1 e 10 Ωcm.
Il contatto selettivo del vettore di carica TOPCon (contatto passivato con ossido di tunnel) sviluppato da Fraunhofer ISE si basa su un ossido tunnel ultra sottile in combinazione con uno strato sottile di silicio e consente un'eccellente selettività del vettore di carica. Usando questo lato posteriore TOPCon (struttura cellulare, Fig. 1, 20'20 mm 2 ), un grado di efficienza record del 25,3% (V oc = 718 mV, J s = 42,5 mA / cm 2 , FF = 82,8%) potrebbe essere realizzato su silicio di tipo n per una cella solare contattata su entrambi i lati.
La qualità del wafer di silicio è essenziale per la produzione di celle solari altamente efficienti. A causa della maggiore tolleranza alle impurità e della mancanza di degradazione indotta dalla luce (LID), i livelli di efficienza attualmente più elevati si ottengono sul silicio di tipo n (sia in laboratorio che in produzione). Tuttavia, il coefficiente di segregazione inferiore del silicio di tipo n rispetto al silicio di tipo p causa una maggiore variazione della resistenza di base durante la crescita dei cristalli. Per celle solari con strutture laterali pronunciate (PERC, IBC), solo wafer di silicio con determinate resistenze di base e quindi, solo una parte dell'intera barretta di cristallo può essere utilizzata. Tuttavia, a causa del flusso di corrente unidimensionale nella base della cella solare TOPCon, la resistenza di base non ha un'influenza significativa sulle prestazioni delle celle solari. Siamo stati in grado di dimostrare che questo può anche essere implementato in applicazioni pratiche per i più alti gradi di efficienza. Abbiamo raggiunto efficienze ≥ 25% per la resistenza di base tra 1 e 10 Ωcm. Tensioni a circuito aperto (V oc )> 715 mV e fattori di riempimento (FF)> 81,5% sono stati raggiunti per tutte le resistenze di base.
