Nuevas técnicas: Los investigadores de TU Delft desarrollan células solares de heterounión de alta eficiencia con un 23.4% de eficiencia

Los inorteorteortevestigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (Tu Delft) en los Países Bajos han progresado significativamente en la tecnología de células solares de heterounión. Al emplear un método innovador de procesamiento "de arriba hacia abajo", diseñaron con éxito una celda solar de heterounión de unión trasera (RJ-Shj) con una arquitectura de contacto frontal localizada, logrando una eficiencia de conversión del 23.4%. Este avance no solo mejora la celda " El factor de relleno S (FF) pero también mejora significativamente su resistencia a la degradación inducida por ultravioleta, allanando el camino para la comercialización de tecnologías solares de alta eficiencia de próxima generación.

Fuente de la imagen: METROETROETRO edia n EWS Producción de células _fotovoltaicas

Avance técnico: arquitectura de contacto localizada autoalineada

La innovación central radica en el desarrollo de un método autoalineado para posicionar con precisión la célula " S electrodos de contacto frontales. Las células de heterounión tradicionales generalmente requieren una capa transparente de óxido conductivo (TCO) que cubre toda la superficie delantera para el transporte de carga, pero este diseño puede conducir a pérdidas de absorción óptica y una mayor resistencia.

La estructura técnica proporcionada por el equipo de investigación

" Nuestro enfoque utiliza grabado localizado para retener la capa de contacto frontal solo en áreas cubiertas por la cuadrícula de metal, mientras la elimina por completo en otro lugar, " Explicó el Dr. Sebastian Smits, el investigador principal, en una entrevista con la revista PV. Este proceso aprovecha la cuadrícula de metal como una máscara para grabar selectivamente la capa TCO y las capas n dopadas en regiones sin contacto, evitando el daño a la celda " s Estabilidad mecánica.

Proceso clave: capa de "barrera" de óxido de silicio nanocristalino

Para lograr un control de alta precisión sobre los contactos localizados, el equipo introdujo una capa de óxido de silicio nanocristalino (NC-SIOX: H) de 8 nanométricos entre la capa intrínseca (capa I) y la pila de contacto. Esta capa ultrafina actúa como una " barrera " Durante el grabado, protegiendo la capa intrínseca subyacente del daño al tiempo que minimiza las pérdidas resistivas en la capa de contacto.

" La capa NC-SIOX: H mantiene la pasivación de la superficie (evitando la recombinación del portador) y evita reducciones en el factor de relleno o el voltaje de circuito abierto causado por el grabado, " Strings enfatizados. Además, la capa TCO retenida en el área de la ventana continúa funcionando como un recubrimiento antirreflectante (ARC), reduciendo las pérdidas ópticas causadas por el desajuste del índice de refracción entre el silicio y el aire.

Fuente de la imagen: M edia n EWS _ La eficiencia de generación de energía de los módulos fotovoltaicos bifaciales se ve afectada por la refracción

Ventajas de rendimiento y aplicaciones potenciales

Eficiencia y estabilidad mejoradas

El diseño de contacto localizado mejora significativamente el factor de relleno y reduce las tasas de degradación inducidas por UV, mejorando directamente la célula " S Fiabilidad a largo plazo en entornos al aire libre.

Compatibilidad del proceso

La tecnología es compatible con las líneas de producción de heterounión existentes, que no requieren máscaras complejas o equipos adicionales - Solo un paso de grabado adicional en los flujos de trabajo estándar - bajando así los costos de producción de masa.

Aplicaciones versátiles

La arquitectura es particularmente adecuada para módulos bifaciales o escenarios de alta potencia de utilización, ya que su área de ventana altamente transparente maximiza la absorción de la luz incidente del lado trasero.

El equipo de investigación planea optimizar aún más la composición del material de las capas de contacto y los procesos de grabado, con el objetivo de impulsar la eficiencia celular más allá del 24%. También están explorando las aplicaciones de esta tecnología en las células de tándem de perovskita/silicio para superar los límites de eficiencia de las células de un solo unión.

Este logro se ha publicado en las principales revistas internacionales de energía y ha atraído una atención significativa de la industria. A medida que se acelera la transición de energía limpia, se espera que las tecnologías solares de alta eficiencia y de bajo costo impulsen mayores reducciones en los costos fotovoltaicos en los próximos cinco años.

Tu Delft " La investigación S reafirma que las células solares tradicionales basadas en silicio aún tienen un gran potencial para mejoras en el rendimiento a través del diseño estructural y de procesos innovadores. Esta tecnología no solo inyecta un nuevo impulso en la industrialización de las células de heterounión, sino que también proporciona reservas técnicas críticas para los objetivos globales de neutralidad de carbono.

Fuente de la imagen: M edia n EWS _ TU Delft Limpia-sala