26,1 % Rekordwirkungsgrad für p-Typ kristalline Si-Solarzellen

Das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) und die Leibniz Universität Hannover haben die Herstellung einer kristallinen Silizium-Solarzelle auf p-Typ Wafermaterial mit einem unabhängig bestätigten Wirkungsgrad von (26,10 +/- 0,31) % unter einer Sonne demonstriert.

Dies ist ein Weltrekord für p-Typ-Si-Material sowie ein europäischer Rekord für kristallines Si. Gegenwärtig werden rund 90 % des Photovoltaik-Weltmarkts mit p-Typ-Silizium-Material bedient. Wirkungsgrade über 25 % wurden bisher jedoch nur auf n-Typ-Silizium und in Kombination mit Bordiffusionen oder Hetero-Junctions aus amorphem Silizium erreicht.
„Unser Ergebnis zeigt, dass weder n-Typ-Silizium noch Bordiffusionen oder amorphes Silizium ein Muss für ultrahohe Wirkungsgrade sind. Es gibt auch andere attraktive Wege zu höchsten Wirkungsgraden mit Silizium zu potenziell niedrigen Kosten", sagt Prof. Rolf Brendel, Geschäftsführer des ISFH.
Die Rekordzelle verwendet einen passivierenden elektronenselektiven n+-Typ Polysilizium auf Oxid (POLO)-Übergang am Minuskontakt der Zelle und einen löcherselektiven p+-Typ POLO-Übergang am Pluskontakt. Die hohe Selektivität dieser Übergänge ermöglicht die hohen Wirkungsgrade.
Die zwei verschiedenen Übergänge werden in einem ineinandergreifenden Muster auf der Rückseite aufgebracht. Dadurch wird die parasitäre Absorption im Poly-Si minimiert und eine Abschattung durch vorderseitige Metallisierung vermieden. n+-Typ und p+-Typ Poly-Si sind durch eine intrinsische Poly-Si-Region voneinander getrennt. Die Strukturierung der dotierten Regionen erfolgt mit Laborverfahren. Die Öffnung des dielektrischen Rückseitenreflektors erfolgt jedoch bereits durch eine industriell realisierbare lokale Laserablation. Das Ziel ist die Integration der POLO-Übergänge in die aktuelle Mainstream-Technologie mit einem deutlichen Effizienzvorteil. „Dass wir die Photolithographie durch die Laser-Kontaktöffnung ersetzt haben, ist ein erster wichtiger Schritt in Richtung Industrialisierung, da sie eine Metallisierung auf Siebdruckbasis ermöglicht", folgert der Arbeitsgruppenleiter Prof. Robby Peibst.

07.02.2018 | Quelle: ISFH | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH