Kilde: www.ise.fraunhofer.de
Brugen af ladningsbærerselektive kontakter muliggør realisering af de højeste solcelleeffektiviteter, samtidig med at en potentielt slank processekvens bevares. Med 25,3% for en n-type solcelle med fuld-areal-ladningsbærer-selektiv bagkontakt holder Fraunhofer ISE verdensrekorden for silicium-solceller, der er kontaktet på begge sider. n-type silicium giver fordelen ved højere tolerance over for urenheder. På grund af den lavere segregeringskoefficient sammenlignet med p-type silicium øges variationen i basismodstanden. Takket være den endimensionelle strøm af solceller med ladningsbærer-selektive kontakter påvirker basismodstanden ikke signifikant cellepræstationen. Det blev demonstreret for første gang, at effektivitetsgevinster større end 25% kan opnås for basismodstande mellem 1 og 10Ωcm.
Den ladningsbærer-selektive kontakt TOPCon (tunneloxid-passiveret kontakt) udviklet hos Fraunhofer ISE er baseret på en ultra-tynd tunneloxid i kombination med et tyndt siliciumlag og muliggør fremragende ladningsbærer-selektivitet. Brug af denne TOPCon-bagside (cellestruktur, fig. 1, 20´20 mm2), en rekordgrad af effektivitet på 25,3% (V.oc= 718 mV, Js= 42,5 mA / cm2, FF=82,8%) kunne opnås på n-type silicium til en solcelle, der er kontaktet på begge sider.
Kvaliteten af siliciumskiven er afgørende for produktionen af højeffektive solceller. På grund af den højere tolerance over for urenheder samt manglen på lysinduceret nedbrydning (LID) opnås den nuværende højeste grad af effektivitet på n-type silicium (i laboratoriet såvel som i produktionen). Imidlertid forårsager den lavere segregeringskoefficient for n-type silicium sammenlignet med p-type silicium en højere variation i basemodstand under krystalvækst. For solceller med udpræget laterale strukturer (PERC, IBC) kan kun siliciumplader med visse basemodstande og således kun en del af hele krystalstangen bruges. På grund af den endimensionelle strømflow i basis af TOPCon-solcellen har basemodstanden imidlertid ingen signifikant indflydelse på solcelleydelsen. Vi var i stand til at demonstrere, at dette også kan implementeres i praktiske applikationer til højeste effektivitetsgrad. Vi opnåede effektiviteter ≥25% for basemodstand mellem 1 og 10Ωcm. Spændinger med åbent kredsløb (Voc)> 715 mV og fyldningsfaktorer (FF)> 81,5% blev opnået for alle basemodstande.
