Sursa: www.intechopen.com/books/solar-cells/industrial-silicon-solar-cells
De Mehul C. Raval și Sukumar Madugula Reddy
Trimis: 4 octombrie 2018 Revizuit: 29 ianuarie 2019 Publicat: 15 mai 2019
DOI: 10.5772 / intechopen.84817
Abstract
Capitolul va introduce tehnologiile industriale de fabricare a celulelor solare din siliciu cu starea sa actuală. Structurile de celule solare comerciale de tip p și eficiență ridicată de tip n vor fi discutate și comparate astfel încât cititorul să poată obține un avans în celulele solare industriale. Este prezentată o scurtă trecere în revistă a diferiților pași de proces de la texturare la metalizarea serigrafiată. Procesele de texturare pentru napolitele de siliciu mono-cristaline și multi-cristaline au fost revizuite cu cele mai recente procese. A fost prezentată o imagine de ansamblu asupra proceselor termice de difuzie și depunere a stratului antireflexiv. Procesul de serigrafie bine stabilit pentru metalizarea celulelor solare este introdus cu etapa de tragere rapidă pentru sinterizarea contactelor. Se introduce testarea IV a celulelor solare cu diverși parametri pentru caracterizarea celulelor solare. Ultimele evoluții în diverse procese și fabricarea echipamentelor sunt, de asemenea, discutate împreună cu tendințele viitoare așteptate.
Cuvinte cheie
siliciu
celule solare
de fabricație
multicristalin
mono-cristalină
texturare
1. Introducere
Fotovoltaica este o sursă importantă de energie regenerabilă, care a crescut rapid de la 8GW în 2007 la 400GW în 2017 [1]. Împreună cu creșterea cererii, costul sistemului fotovoltaic a scăzut, de asemenea, semnificativ de la 35,7 $ / Wpin 1980 la 0,34 $ / Wpin 2017 accelerând adoptarea [2]. Siliciul (Si), care este un material important al industriei microelectronice, a fost, de asemenea, materialul vrac utilizat pe scară largă al celulelor solare încă din anii 1950, cu o cotă de piață de> 90% [2]. Capitolul va introduce pașii tipici pentru fabricarea celulelor solare comerciale din siliciu. O scurtă istorie a celulelor solare și o privire de ansamblu asupra tipului de substraturi de siliciu, împreună cu diferite arhitecturi de celule solare, vor fi introduse în secțiunile 2 și 3. Ulterior, etapele de chimie umedă și temperatură ridicată utilizate în fabricație vor fi descrise în secțiunile. 4 și 5. Secțiunea 6 va discuta despre procesul de metalizare împreună cu parametrii tipici de caracterizare pentru celulele solare comerciale. În cele din urmă, foaia de parcurs viitoare și tendințele preconizate vor fi discutate în secțiunea finală.
2. Evoluția celulelor solare
„Efectul fotovoltaic” înseamnă literalmente generarea unei tensiuni la expunerea la lumină. Fenomenul a fost observat pentru prima dată de fizicianul francez Edmund Becquerel pe o celulă electrochimică în 1839, în timp ce a fost observat de oamenii de știință britanici WGAdams și REDay pe un dispozitiv în stare solidă din seleniu în 1876 [3]. Din anii 1950 încoace, s-au înregistrat progrese rapide în ceea ce privește performanța celulelor solare comerciale de la< 1%="" la=""> 23% [2], iar siliciul a fost „calul de lucru” al industriei fotovoltaice de atunci atunci. Evoluția celulelor solare din siliciu este prezentată în Figura 1.
Figura 1. Evoluția celulelor solare din siliciu. (a) 1941: celulă solară raportată cu joncțiune crescută, (b) 1954: joncțiune pn a celulei solare formată cu difuzie de dopant, (c) 1970: celulă violetă cu câmp de aluminiu din spate, (d) 1974: celulă neagră cu suprafață texturată chimic [3].
Primele celule solare din siliciu demonstrate de Russell Ohl de la Bell Laboratories în anii 1940 s-au bazat pe joncțiuni naturale formate din segregarea impurității în timpul procesului de recristalizare [3]. Celulele au avut o eficiență de< 1%="" din="" cauza="" lipsei="" de="" control="" asupra="" locației="" joncțiunii="" și="" a="" calității="" materialului="" de="" siliciu.="" nomenclatura="" pentru="" denumirea="" regiunilor="" (tip="" p:="" latură="" care="" este="" iluminare="" și="" tip="" n:="" altă="" parte)="" dată="" de="" ohl="" sunt="" de="" atunci="" utilizate="" pentru="" convențiile="" de="" numire="" a="" celulelor="">
În anii 1950, a existat o dezvoltare rapidă a procesului de difuzie la temperaturi ridicate pentru dopanții din siliciu. Persoana, Fuller și Chaplin din Laboratoarele Bell au demonstrat o celulă solară eficientă cu 4,5% cu dopaj pe bază de litiu, care s-a îmbunătățit la 6% cu difuzie de bor. Celula solară avea o „încheiere” în jurul structurii (Figura 1 (b)) cu ambele contacte pe partea din spate pentru a evita pierderile de umbrire, dar au dus la pierderi rezistive mai mari datorită structurii de înfășurare. Până în 1960, structura celulară a evoluat după cum se arată înFigura 1 (c). Deoarece aplicația a fost pentru explorări spațiale, s-a folosit un substrat cu rezistivitate ridicată de 10Ω cm pentru a avea o rezistență maximă la radiații. Contactele evaporate sub vid au fost utilizate pe ambele părți, în timp ce un strat de monoxid de siliciu a fost utilizat ca strat antireflexiv (ARC) pe partea frontală (FS) [3].
La începutul anilor 1970 s-a constatat că faptul că aluminiu sinterizat pe partea din spate a îmbunătățit performanța celulei formând o interfață puternic dopată cunoscută sub numele de „câmpul de suprafață din spate (Al-BSF)” și obținerea impurităților [3]. Al-BSF reduce recombinarea purtătorilor din partea din spate și, prin urmare, îmbunătățește tensiunea și răspunsul spectral cu lungime de undă lungă. Implementarea degetelor mai fine și distanțate a redus cerința privind dopajul joncțiunii și a eliminat stratul mort. Un ARC de dioxid de titan (TiOx) a fost utilizat și grosimea sa a fost selectată pentru a reduce reflexia pentru lungimi de undă mai mici și a dat un aspect violet celulelor solare. O îmbunătățire suplimentară a fost făcută prin texturarea plachetelor folosind gravarea anizotropă a (100) plachete pentru a expune suprafețele (111). Texturarea a dus la o captare îmbunătățită a luminii și a conferit celulelor un aspect de catifea întunecată. Arhitectura îmbunătățită a celulei este prezentată înFigura 1 (d). În 1976, Rittner și Arndt au demonstrat celulele solare terestre cu o eficiență care se apropie de 17% [3].
Celula solară cu emițător pasivat (PESC) a atins o etapă de eficiență de 20% în 1984–1986. Zona de contact metal / siliciu a fost de numai 0,3% în celulele PESC, în timp ce un ARC cu strat dublu de ZnS / MgF2a fost utilizat în ambele structuri celulare. În 1994, s-a demonstrat celula difuzată local (PERL) a emițătorului pasivizat cu o eficiență de 24% [3]. În comparație cu celula PESC, celula PERL avea piramide inversate pe FS pentru o mai bună captare a luminii și pasivare pe bază de oxid pe ambele părți. Stratul de pasivare a oxidului din partea din spate a îmbunătățit, de asemenea, reflectanța internă a lungimii de undă lungă și, prin urmare, răspunsul spectrului.
În plus față de arhitecturile de celule solare în evoluție, a existat, de asemenea, o dezvoltare continuă în domeniul producției în ceea ce privește randamentul crescut, etapele procesului îmbunătățite și costurile reduse. O secțiune următoare oferă o scurtă vedere generală asupra fabricării substraturilor de Si și a diferitelor tipuri de celule solare.
3. Tehnologii comerciale de celule solare din siliciu
Si este al doilea cel mai abundent material de pe pământ după oxigen și a fost utilizat pe scară largă în industria semiconductoarelor. Siliciul de calitate metalurgică (Mg-Si) cu puritate de 98% se obține prin încălzirea cuarțului (SiO2) cu carbon la temperaturi ridicate de 1.500-2.000 [4]. Mg-Si este purificat în continuare pentru a obține bucăți de siliciu de calitate solară cu o puritate de 99,99%. Bucățile rafinate de Si de calitate solară sunt apoi prelucrate în continuare pentru a obține forme mono-cristaline și multicristaline de lingouri de Si, care sunt o masă mare de siliciu. În Si monocristalin, atomii sunt dispuși în aceeași orientare cristalină în întregul material. Pentru celulele solare, orientarea (100) este preferată, deoarece poate fi ușor texturată pentru a reduce reflexia suprafeței [5]. Si multi-cristalin, așa cum sugerează și numele, are mai multe boabe de material Si cu orientări diferite, spre deosebire de substraturile mono-cristaline. Materialul mono-cristalin are o durată de viață mai mare a purtătorului minoritar în comparație cu Si multi-cristalin și, prin urmare, o eficiență mai mare a celulelor solare pentru o tehnologie dată a celulelor solare.
Metoda Czochralski (Cz) pentru fabricarea lingourilor de mono-cristalin Si este ilustrată în Figura 2 (a). Siliciul topit de înaltă puritate cu dopant este menținut deasupra punctului de topire și apoi un cristal de semințe este tras la o viteză foarte lentă pentru a obține un lingou de până la 300 mm în diametru și 2 m în lungime [6]. Siliciul topit poate fi dopat fie cu dopanți de tip p, fie cu tip de n pentru a obține tipul specific de lingou de Si monocristalin de până la 200 kg [2]. Plăcile tăiate din lingouri au margini circulare și, prin urmare, forma este numită „pătrat psuedo”. Lingourile de siliciu multi-cristaline sunt fabricate prin topirea Si de înaltă puritate și cristalizarea acestora într-un creuzet mare prin procesul de solidificare direcțională [7], așa cum se arată în Figura 2 (b). Procesul nu are o orientare a cristalului de referință ca procesul Cz și, prin urmare, formează material siliciu de diferite orientări. În prezent, lingourile multi-cristaline de Si cântăresc> 800 kg [2] care sunt apoi tăiate în cărămizi și napolitane sunt tăiate în continuare.
Dimensiunea actuală a napolitelor monocristaline și multicristaline pentru fabricarea celulelor solare este de 6 inch × 6 inch. Zona napolitelor mono-cristaline va fi puțin mai mică datorită formei pseudo-pătrate. Cel mai utilizat material de bază pentru fabricarea celulelor solare este substraturile din Si de tip p dopate cu bor. Substraturile de tip N de tip S sunt utilizate și pentru fabricarea celulelor solare de înaltă eficiență, dar au provocări tehnice suplimentare, cum ar fi obținerea unui dopaj uniform de-a lungul lingoului, comparativ cu substraturile de tip p.
Figura 2. Ilustrația procesului (a) Cz pentru lingourile mono-cristaline și (b) procesul de solidificare direcțională pentru lingourile multi-cristaline.
O clasificare largă a diferitelor tipuri de celule solare, împreună cu intervalele de eficiență este prezentată în Figura 3. Tehnologia standard din aluminiu pentru suprafața din spate (Al-BSF) este una dintre cele mai comune tehnologii ale celulelor solare, având în vedere procesul său de fabricație relativ simplu. Se bazează pe depunerea completă de Al din partea din spate (RS) prin procesul de serigrafie și formarea ap + BSF care ajută la respingerea electronilor din partea din spate a substratului de tip p și la îmbunătățirea performanței celulei. Fluxul de fabricație pentru celulele solare Al-BSF este prezentat în Figura 4. Proiectarea standard a celulelor solare comerciale este cu model de rețea FS și contacte RS cu zonă completă.
Figura 3. Clasificare generală a diferitelor tipuri de celule solare.
Figura 4. Fluxul de fabricare a celulelor solare Al-BSF.
Celula solară a contactului din spate al emițătorului pasivat (PERC) îmbunătățește arhitectura Al-BSF prin adăugarea stratului de pasivare din spate pentru a îmbunătăți pasivarea din spate și reflexia internă. Oxidul de aluminiu este un material adecvat pentru pasivarea RS cu eficiența medie a celulelor solare de aproape 21% obținută în producție [8]. O linie de celule solare Al-BSF existente poate fi actualizată la procesul PERC prin două instrumente suplimentare (depunerea stratului de pasivare RS și laser pentru deschiderea contactului localizat pe RS).
Celelalte trei arhitecturi de celule sunt în principal tehnologii cu eficiență mai mare bazate pe substraturi de tip n. Celula solară heterojuncțională a-Si are straturi a-Si pe FS și RS de substrat Si de tip n pentru a forma „heterojuncțiuni” spre deosebire de joncțiunea pn convențională bazată pe difuzie la temperatură ridicată. O astfel de tehnologie permite procesarea la temperaturi mai scăzute, dar este foarte sensibilă la calitatea interfețelor de suprafață. celula solară heterojuncțională bazată pe a-Si a fost fabricată comercial de Sanyo Electric, care este preluată acum de Panasonic [9]. În proiectarea celulelor solare interdigitate cu contactul din spate (IBC), ambele contacte sunt prezente pe partea din spate, eliminând pierderile de umbrire a contactului FS. De obicei, pentru celulele solare IBC, joncțiunea va fi, de asemenea, situată pe partea din spate. Unul dintre primii producători de celule solare IBC de înaltă eficiență de tip n este SunPower Corporation [10]. Celulele bifaciale, după cum sugerează și numele, pot captura lumina de pe ambele părți ale celulelor solare. Acest lucru implică faptul că partea din spate are, de asemenea, contacte de tip rețea pentru a permite colectarea luminii. Un exemplu de tehnologie bifacială este celula solară BiSON dezvoltată și comercializată de ISC, Konstanz [11]. Trebuie remarcat faptul că clasificarea indicată nu este o listă exhaustivă a diferitelor alte tipuri de arhitecturi ale celulelor solare care se află în faza R& D, aproape de comercializare sau sunt deja fabricate. Secțiunile următoare vor oferi o imagine de ansamblu asupra etapelor procesului pentru fabricarea celulelor solare Al-BSF.
4. Procese de chimie umedă pentru fabricarea celulelor solare
Tratamentul pe bază de chimie umedă este un pas important în procesarea celulelor solare pentru îndepărtarea deteriorării ferăstrăului (SDR) pentru napolitele tăiate, texturând suprafața pentru a crește absorbția radiației solare primite și izolarea marginilor după procesul de difuzie. După cum sa discutat în secțiunea anterioară, există în principal napolitane de siliciu mono-cristaline și multicristaline utilizate pentru fabricarea celulelor solare. Procesarea pe bază de chimie umedă pentru tipurile respective de napolitane va fi discutată în continuare.
4.1 Texturarea napolitelor de siliciu mono-cristaline
După cum se indică în secțiunea 2, dezvoltarea celulelor solare a început în primul rând cu napolitane mono-cristaline și, prin urmare, a folosit metode bine stabilite din domeniul microelectronicii. Gravura anizotropă alcalină pe bază de KOH / NaOH este utilizată pentru texturarea piramidală a napolitanelor mono-cristaline. O napolitură monocristalină as-cut are o reflectanță medie ponderată de> 30% (peste lungimea de undă de 300-1.200 nm) care se reduce la 11-12% după procesul de texturare. Morfologia tipică a unei suprafețe texturate alcaline este prezentată în Figura 5. Soluția de gravare anizotropă gravează suprafața (100) a napolitanelor pentru a expune fețele (111) care au o densitate mai mare de atomi de siliciu și, prin urmare, o rată de gravare mai lentă în comparație cu ( 100) fețe. Acest lucru are ca rezultat formarea de structuri piramidale aleatorii care formează un unghi de 54,7 ° față de suprafața plăcii.
Figura 5. Morfologia tipică a suprafeței unei napolitane monocristaline cu textură alcalină.
Parametrii tipici pentru procesul de texturare alcalină sunt prezentați în tabelul 1. Trebuie remarcat faptul că valorile diferiților parametri sunt indicative și nu trebuie luate la fel de absolute, deoarece există o varietate de producători de aditivi pe piață. Alcoolul izopropilic (IPA) a fost utilizat inițial ca aditiv în soluția de texturare, care nu este implicat în reacția de gravare, dar acționează ca un agent de umectare pentru a îmbunătăți omogenitatea procesului de texturare prin împiedicarea adeziunii de bule H2 (generate în timpul reacției) suprafața de siliciu [12]. Cu toate acestea, până în 2010, IPA a fost înlocuit treptat cu aditivi alternativi din cauza dezavantajelor, cum ar fi concentrația instabilă, deoarece temperatura băii este aproape de punctul de fierbere al IPA (82,4 ° C), costuri ridicate, consum ridicat, pericole pentru sănătate și explozivitate [12]. Multe grupuri au publicat lucrări de dezvoltare pentru a înlocui IPA cu aditivi alternativi pentru a depăși dezavantajele IPA, pentru a crește fereastra procesului și pentru a reduce reflectanța suprafeței [12,13,14,15,16]. Aditivii reduc, de asemenea, timpul de procesare la< 10="" minute="" și="" măresc="" durata="" de="" viață="" a="" băii="" la=""> 100 de curse.
Proces
KOH / IPA
KOH / aditiv
KOH (%) | 3 | & lt; 3 |
IPA (%) | 6 | — |
Aditiv (%) | — | & lt; 2 |
Temperatura procesului [° C] | & gt; 80 | 70–100 |
Dimensiunea piramidei [μm] | 5–12 | 2–7 |
Timp de proces [min] | 30–40 | 5–10 |
Conținut organic [în greutate%] | 4–10 | & lt; 1,0 |
Punct de fierbere [° C] | 83 | & gt; 100 |
Vietile de baie | & lt; 15 | & gt; 100 |
Tabelul 1. Parametrii procesului pentru texturarea alcalină bazată pe IPA și bazată pe aditivi a napolitelor mono-cristaline.
Procesul de texturare a napolitelor mono-cristaline se efectuează de obicei într-un „lot”, ceea ce implică faptul că napolitele sunt încărcate într-un suport cu sloturi pentru a ține napolitele (100 de sloturi într-un suport) și apoi lotul este procesat secvențial în băi pentru texturarea, curățarea, etapele de tratament pentru îndepărtarea reziduurilor organice și contaminarea metalelor și uscarea napolitelor procesate Purtătorii sunt de obicei acoperiți cu PVDF care are o rezistență foarte bună la diverse substanțe chimice, la abraziune și la uzură mecanică. Purtătorul tipic pentru manipularea napolitelor monocristaline este prezentat în Figura 6. Instrumentul de texturare a lotului are băi dedicate pentru fiecare etapă cu rezervoare de dozare pentru substanțele chimice utilizate în baie. Instrumentul procesează simultan mai mulți purtători și poate atinge un debit de> 6.000 de napolitane / oră cu procesarea a patru purtători în același timp.
Figura 6. Purtători pentru încărcarea plachetelor în instrumentul lot. Sursa: RCT solutions GmbH.
4.2 Texturarea plachetelor din siliciu multicristalin
Napolitele multi-cristaline oferă un avantaj de cost în comparație cu napolitele mono-cristaline și, prin urmare, au fost adoptate mai pe scară largă. Cu toate acestea, chimia alcalină utilizată pentru texturarea napolitelor monocristaline nu funcționează bine pentru napolitele multicristaline datorită prezenței diferitelor orientări ale granulelor. O chimie acidă alternativă bazată pe HF și HNO3 a fost dezvoltată pentru a elimina daunele ferăstrăului și a textura napolitele multicristaline simultan [17,18]. Texturarea pe bază de soluție acidă funcționează la temperaturi sub temperatura camerei și, prin urmare, duce la reducerea emisiilor de gaze de reacție, la puțină generare de căldură, la o stabilitate mai mare a soluției de gravare și la un control mai bun al ratei de gravare [18]. O comparație a texturii alcaline și a procesului de texturare acidă pentru napolitele multicristaline este prezentată în Figura 7.
Figura 7. Compararea texturării alcaline și acide pentru napolitele multi-cristaline. Curbele de reflectanță după depunerea de SiNx: H sunt, de asemenea, prezentate pentru comparație [17].
Procesul de texturare acidă a napolitelor multicristaline poate fi realizat într-un timp semnificativ redus în comparație cu procesul de texturare alcalin și, prin urmare, poate fi implementat într-o configurație „în linie” în care napolitele sunt trecute prin role cufundate în baia de gravare. O imagine reprezentativă a unui proces în linie împreună cu procesul tipic de texturare acidă este prezentată în Figura 8. Pentru o configurație pe cinci benzi, instrumentul în linie poate avea un debit de până la 4.000 wafers / h. Este important să rețineți că suprafața napolitane cu fața în jos în soluția de gravare este texturată mai bine decât partea superioară și este „partea însorită” pentru prelucrarea ulterioară. Procesul de texturare acidă duce la formarea de siliciu poros pe suprafața texturată, care absoarbe lumina și crește, de asemenea, recombinarea suprafeței [18]. Prin urmare, siliciul poros este îndepărtat folosind o soluție alcalină diluată. Ulterior, se efectuează o curățare acidă (HF + HCl) pentru a îndepărta oxizii și contaminarea cu metale de pe suprafețele napolitane.
Figura 8. (a) Proces reprezentativ în linie cu cinci benzi și (b) fluxul procesului de texturare acidă pentru napolitele multi-cristaline.
Este important să rețineți că procesul de texturare acidă discutat mai sus este potrivit pentru napolitele multicristaline tăiate cu sârmă (SWS). În ultimii câțiva ani, procesul de tăiere cu sârmă de diamant (DWS) a înlocuit tăierea pe bază de sârmă din cauza unor avantaje economice și de proces [19]. Deteriorarea ferăstrăului de napolitele multi-cristaline SWS este mai mare decât napolitele DWS, care au caneluri drepte adânci și o suprafață mult mai netedă decât napolitele tăiate cu sârmă [19]. Deteriorarea ferăstrăului pentru napolitane SWS joacă un rol important pentru inițierea procesului de texturare, care nu are loc pentru napolitane DWS.
S-au propus diferite metode pentru a textura napolitele multi-cristaline DWS și sunt rezumate în Tabelul 2 [20]. Prin reglarea diferitelor metode, se poate obține reflectanța de aproape 0% și, prin urmare, termenul „siliciu negru” a fost folosit pentru procesul de texturare a napolitelor multi-cristaline DWS. RIE a fost prima metodă de fabricare a siliciului negru și folosește hexaflorură de sulf (SF6) pentru a reacționa cu Si și gaze precum Cl2 și O2 pentru pasivarea și limitarea reacției [20]. Recent, celulele solare comerciale multi PERC cu eficiență medie de 21,3% au fost demonstrate cu ajutorul procesului de texturare bazat pe RIE [21]. Cu toate acestea, deoarece RIE este un proces pe bază de vid, randamentul este scăzut în comparație cu un proces tipic în linie și, de asemenea, sunt necesare pre-procesare și post-procesare suplimentare pentru a elimina daunele ferăstrăului și respectiv daunele cauzate de bombardamentul ionic. O variantă a metodei RIE care nu necesită vid sau plasmă a fost implementată într-un instrument comercial [22].
Metodă
Reactivi
Masca
Catalizator
Reflectanța minimă (%)
Gravare ionică reactivă (RIE) | SF6/O2, SF6/ Cl2/O2, SF6/O2/ CH4 | Nici unul | Nici unul | 4.0 |
Implantarea de ioni cu imersie în plasmă (PIII) | SF6/O2 | Nici unul | Nici unul | 1.8 |
Iradierea cu laser | CCl4, C2Cl3F3, SF6, Cl2, N2, aer | Nici unul | Nici unul | 2.5 |
Gravare cu plasmă | SF6 | Particule Ag nano | Nici unul | 4.2 |
Gravare chimică asistată de metale (MACE) | AgNO3/ HF / HNO3 | Nici unul | Ag, Au | 0.3 |
Gravare electrochimică | HF, EtOH, H2O | Nici unul | Nici unul | & lt; 5.0 |
Tabelul 2. Diverse metode de texturare a napolitelor multicristaline tăiate cu fir de diamant [20].
Una dintre abordările pentru texturarea napolitelor multi-cristaline DWS este îmbunătățirea chimiei existente pe bază de texturare acidă cu aditivi [23,24,25]. O astfel de abordare poate avea o CoO mai mică comparativ cu abordarea bazată pe MACE [23]. S-a demonstrat că reflectarea unei astfel de abordări bazate pe aditivi este similară cu soluția convențională de izotexturare cu eficiență a celulei solare de 18,7% pentru structura bazată pe Al-BSF [24].
Texturarea pe bază de MACE este similară cu metoda convențională de gravare acidă, cu o etapă suplimentară de depunere catalitică a metalelor. Fluxul procesului constă din SDR, depunere de metal catalizator, gravare chimică și post-tratament. Au fost obținute eficiențe de 19,2% pentru celulele comerciale multi Al-BSF folosind procesul de texturare MACE de tip batch [26]. Instrumentul comercial bazat pe MACE în linie a fost demonstrat cu posibilitatea de a regla reflectanța în intervalul 12-23% și de a obține o eficiență medie pentru structura Al-BSF și PERC de 18,8 și respectiv 20,2% [27]. Imaginile reprezentative ale suprafeței texturate bazate pe procesul MACE sunt prezentate în Figura 9. Costul de proprietate (CoO) al procesului MACE în linie este potențial mai mic în comparație cu procesul MACE bazat pe loturi, cu scopul de a o reduce în continuare prin reciclarea Ag din baia de texturare [27].
Figura 9. Multi-napolitane DWS texturate MACE, (a) suprafață cu Ravg=12% și (b) suprafață cu Ravg=22% [27].
4.3 Izolarea marginilor pe bază de chimie umedă
Regiunea emițătoare dintr-o celulă solară este fabricată printr-un proces de difuzie la temperatură ridicată (care va fi discutat în secțiunile următoare). În timpul procesului de difuzie, sticla de silicat fosforic (PSG) este depusă pe napolitane care trebuie îndepărtată înainte de depunerea stratului ARC. Așa cum este prezentat în Figura 10, după etapa de difuzie, regiunea de tip n este prezentă și pe margini și pe partea din spate a napolitanei. Stratul de tip n de pe margini și partea din spate va scurtcircuita emițătorul cu substratul de bază și, prin urmare, este important să gravăm aceste regiuni și să izolăm emițătorul de pe FS de substratul de bază, așa cum este descris în Figura 10 (c).
Figura 10. Procesarea napolitanei de siliciu după difuzie și izolarea muchiilor (a) Napolitură de siliciu texturată, (b) Napolitură de siliciu difuză, (c) Napolitură de siliciu difuză după izolarea muchiei.
Procesul de izolare a muchiilor poate fi realizat într-o manieră în linie similară cu procesul de texturare discutat în secțiunea anterioară. Excepția în acest caz este că substanța chimică ar trebui să graveze numai partea din spate și marginile fără a interacționa cu FS. O imagine reprezentativă a procesului de izolare a muchiilor este prezentată în Figura 11. Este important de reținut că rolele sunt prezente doar în partea de jos pentru a evita orice contact al soluției de gravare cu partea din față. Etapele ulterioare după gravarea RS sunt similare cu cele din mașina de texturat în linie.
Figura 11. Imagine reprezentativă a celulei solare într-o baie de izolare a marginii.
5. Procese termice pentru fabricarea celulelor solare
Procesele la temperaturi ridicate formează o parte vitală a fabricării celulelor solare. Exemple de astfel de procese sunt formarea joncțiunii pn prin difuzie, tragerea contactelor serigrafiate, activarea straturilor de pasivizare a suprafeței sau defecte provocate de procesul de recoacere. Secțiunea prezintă fizica de bază a procesului de difuzie a emițătorului și a depunerii chimice cu vapori (PECVD).
5.1 Difuzia emițătorului
Difuzia emițătorului este unul dintre pașii termici cruciale în fabricarea celulelor solare industriale. Emițătorul de tip n al celulelor solare cristaline de siliciu de tip p este format prin difuzie de fosfor (P). În procesul de difuzie, napolitele de Si sunt trimise într-un cuptor și expuse la 800-900 ° C la clorură de fosforil (POCl3) și O2, ceea ce are ca rezultat depunerea PSG pe suprafețele napolitene de Si. Acest pas este numit pre-depunere, în care PSG [28] acționează ca o sursă de dopanți de fosfor (P) pentru a difuza în napolitena Si. Următorul pas este drive-in, unde alimentarea cu gaze dopante este deconectată și P de la stratul PSG difuzează mai departe în napolitena Si. Hannes etal. [29] ilustrează fezabilitatea optimă a procesului pentru aplicațiile fotovoltaice, trebuie luate în considerare trei efecte diferite. În primul rând, difuzia in-P a PSG și prezența sa în stări active și inactive electric în napolitea Si, ceea ce crește recombinarea Shockley-Read-Hall (SRH). În al doilea rând, introducerea impurităților în stratul de Si către stratul PSG. În cele din urmă, formarea contactului metalic cu emițătorul de Si dopat P extrage puterea generată.
Procesul de difuzie este cuantificat prin rezistența foii, care depinde de adâncimea joncțiunii pn și profilul de concentrație P. Rezistența foii are unități de Ω / cm (măsurată în mod obișnuit ca Ω / □) și se măsoară folosind un sistem de sondă în patru puncte. Definiția rezistenței foii este ilustrată în Ec. (1).
undeR=rezistența unei secțiuni dreptunghiulare (Ω); ρ=rezistivitatea (Ω cm); l=lungimea secțiunii dreptunghiulare (cm); A=aria secțiunii dreptunghiulare (cm2); W=lățimea secțiunii dreptunghiulare (cm ); D=adâncimea secțiunii dreptunghiulare (cm) și foaia=rezistența pentru adâncimea dată (D) când l=W (Ω / □).
Valorile anterioare ale rezistenței foii emițătorului au fost de 30-60Ω / □ cu adâncimi de joncțiune pn de> 400nm și concentrație de suprafață P ridicată. Cu îmbunătățiri ale pastei de contact din argint (Ag) din partea din față, rezistența foii emițătorului este acum în intervalul 90-110Ω / □ cu adâncimea de joncțiune de aproximativ 300nm și o concentrație mai mică a suprafeței P. Trecerea la o rezistență mai mare a foii permite să capteze mai multă lumină în spectrul UV și albastru, reducând totodată recombinarea suprafeței pentru a îmbunătăți Voc. Trebuie remarcat faptul că procesul de difuzie are loc pe FS (direct expus gazelor) și, de asemenea, pe margini și RS. Dacă nu se efectuează procesul de izolare a muchiilor (așa cum este discutat în secțiunea 4.3), emițătorul va fi scurtcircuitat cu substratul.
Figura 12 arată procesul de difuzie POCl3 într-un sistem de tuburi de cuarț închis. POCl3 este o sursă de lichid furnizată tubului de proces prin barbotarea acestuia cu un gaz purtător N2. Prin amestecare
Figura 12. (a) Reprezentarea schematică a procesului de difuzie de tip lot și (b) imaginea reprezentativă a unui echipament de difuzie de tip lot. Sursa: centrotherm GmbH.
La suprafața Si,
Clorul care este un produs secundar în timpul pre-depunerii curăță napolitelele și tubul de cuarț formând complexe cu metale. PSG este utilizat ca sursă pentru conducerea atomilor P în suprafața de Si. În timpul procesului de intrare, POCl3 este oprit și numai O2 este adăugat pentru a construi un strat subțire de oxid sub PSG pentru a spori difuzia atomilor de P în suprafața de Si.
În interiorul tubului de difuzie există cinci zone de încălzire, așa cum este ilustrat în Figura 13. Zonele sunt:
Zona de încărcare (LZ) - zonă de unde sunt încărcate napolitele în tub.
Zona de încărcare centrală (CLZ) - zona dintre zona de încărcare și zona centrală.
Zona centrală (CZ) - zona centrală a tubului.
Zona centrală de gaz (CGZ) - zona dintre zona centrală și zona de gaz.
Zona de gaz (GZ) - zonă de unde gazele se deplasează prin evacuare.
Figura 13. Zonele de încălzire din interiorul tubului de difuzie.
În mod obișnuit, temperaturile fiecărei zone de încălzire sunt ajustate pentru a obține o rezistență egală a foii emițătorului pentru toate plachetele de pe barcă.
Mediul procesului de difuzie trebuie să fie foarte curat și, prin urmare, se utilizează material de cuarț pentru tuburi. Curățenia tuburilor și întreținerea zonei de încărcare afectează, de asemenea, rezultatele procesului. Deoarece în difuzia în fază gazoasă nu există reziduuri în tub, rezultă un proces mai curat. Prin încărcarea pe jumătate a pasului în condiții de presiune scăzută (LP) [31], debitul poate fi mărit. În mod obișnuit, 1.000 de wafer-uri sunt încărcate într-un singur tub și cu cinci tuburi de difuzie într-un sistem de difuzie de tip batch, se poate obține un debit de până la 3.800 wafers / h pentru fabricarea celulelor solare.
Un sistem de difuzie în linie în care oblele sunt transportate pe o centură cu acid fosforic ca sursă de dopanți P a fost, de asemenea, utilizat în producția comercială [32]. Cu toate acestea, în comparație cu procesul în linie, procesul lot este mai curat, mai eficient și mai eficient. Pentru celule solare de tip n sau concepte avansate de celule solare precum PERT, difuziunea discontinuă de tip p se bazează pe surse de dopant de bor (B) precum tribromura de bor (BBr3) [33,34].
5.2 Depunerea stratului antireflexiv (ARC)
O suprafață goală de Si reflectă> 30% din lumina incidentă. După cum sa discutat în secțiunea 4, procesul de texturare îmbunătățește captarea luminii. Este de dorit să se reducă și reflectanța care se obține prin depunerea unui strat ARC. TiOx a fost unul dintre cele mai vechi materiale care a fost utilizat ca strat ARC pentru celulele solare, totuși, deoarece nu a putut asigura o pasivare adecvată a suprafeței, a fost în cele din urmă înlocuit cu SiNx: H [37]. Oxidul de siliciu crescut termic (SiO2) a fost, de asemenea, utilizat ca material pasivant în celulele emițătoare pasivate din spatele recordului, celule difuzate local (PERL) [37]. Bugetul termic ridicat și timpul lung de procesare au făcut ca pasivarea pe bază de SiO2 să nu fie adecvată pentru producția în masă a celulelor solare [37]. O revizuire cuprinzătoare a diferitelor materiale ARC și pasivante pentru aplicațiile cu celule solare este discutată în [37].
Procesul de depunere chimică cu vapori cu plasmă îmbunătățită (PECVD) este potrivit pentru depunerea unui strat ARC de SiNx: H care nu numai că reduce reflexia, ci și pasivează emițătorul de tip n din partea frontală și volumul îmbunătățind astfel eficiența celulei solare [36, 37]. O schemă a unui sistem PECVD de tip batch este prezentată în Figura 14. Napolitele sunt încărcate într-o barcă de grafit, cu părțile frontale orientate una către cealaltă. O plasmă RF bazată pe gaze de proces amoniac (NH3) și silan (SiH4) care funcționează la o temperatură de 400-450 ° C depune stratul de SiNx: H hidrogenat conform perEq. (4) [35]. Hidrogenul încorporat în filmul SiNx: H difuzează în vrac în timpul etapei de ardere (discutat în secțiunea următoare) și pasivează legăturile suspendate pentru a îmbunătăți performanța celulei solare [36,37].
Figura 14. (a) Diagrama schematică a procesului PECVD de tip batch pentru depunerea SiNx: H și (b) barca de grafit pentru încărcarea napolitelor Si în cuptorul PECVD.
Indicele de refracție (RI) al filmului SiNx: H este controlat de raportul dintre SiH4 / NH3gas, în timp ce grosimea depinde de durata depunerii. ARC bazat pe SiNx: H poate minimiza reflexia pentru o singură lungime de undă, iar grosimea lungimii de undă este dată de [38],
where=grosimea stratului SiNx: H ARC, λ0=lungimea de undă a luminii primite și n1=indicele de refracție al stratului SiNx: H.
Pe baza relației, ARC este, de asemenea, numit ca „sfert de lungime de undă ARC”. Pentru celulele solare, RI și grosimea sunt selectate pentru a minimiza reflexia la o lungime de undă de 600 nm, deoarece este vârful spectrului solar. Grosimea și RI ale ARC sunt selectate pentru a fi media geometrică a materialelor de pe ambele părți, adică sticlă / aer și Si. Grosimea tipică a SiNx: H ARC este de 80-85 nm cu RI de 2,0-2,1 conferind celulei solare o culoare de albastru până la albastru violet. O imagine reprezentativă a celulei solare multicristaline texturate depuse cu SiNx: H este prezentată în Figura 15 (a), în timp ce variația culorii SiNx: H pe baza grosimii sale este prezentată în Figura 15 (b). Este important să rețineți că există o dependență de textura suprafeței și de culoarea ARC pentru parametrii de depunere dați. Există o varietate de module solare în care culoarea celulelor solare este mai închisă spre deosebire de culoarea albastră tipică. O etapă tipică de depunere ARC într-o linie de fabricare a celulelor solare constă din două sisteme PECVD, fiecare cu patru tuburi și un debit de până la 3.500 wafers / h.
Figura 15. (a) Imagine reprezentativă a celulei solare multicristaline acoperite cu SiNx: H, (b) variația stratului de SiNx: H pe baza grosimii sale.
SiNx: H nu este potrivit pentru pasivarea Si de tip p și, prin urmare, dielectricele precum Al2O3 sunt utilizate pentru pasivarea RS pentru arhitectura celulelor cum ar fi celulele PERC [8] sau pentru emițătoarele de tip p în celulele solare de tip n. Pentru celulele solare PERC, stratul de activare Al2O3 este acoperit de un SiNx: H pentru a-l proteja de pasta Al în timpul procesului de ardere și, de asemenea, servește ca un reflector intern pentru lumina cu lungime de undă lungă. PECVD comercial și sistemele bazate pe depunerea stratului atomic (ALD) sunt disponibile pentru depunerea Al2O3 cu un debit de până la 4.800 wafers / h [39].
6. Metalizarea și caracterizarea celulelor solare
6.1 Metalizarea bazată pe serigrafie
Ultima etapă de procesare pentru fabricarea celulelor solare este metalizarea FS și RS pentru a extrage puterea cu pierderi rezistive minime. Ag este un bun material de contact pentru emițătorul de tip n, în timp ce Al face un contact foarte bun cu substratul de tip p. O combinație de pastă Ag / Al este utilizată pentru a imprima tampoane pe RS pentru a facilita interconectarea celulelor solare într-un modul. Serigrafia este un proces simplu, rapid și în continuă evoluție pentru metalizarea celulelor solare.
O reprezentare schematică a procesului de serigrafie este prezentată în Figura 16. Ecranele au o plasă din oțel inoxidabil acoperită cu emulsie cu deschideri conform modelului dorit de metalizare, așa cum este ilustrat în Figura 17 (a). Pasta de metal este răspândită pe ecran prin inundație și mișcarea racletei care depune pasta pe celula solară pe baza modelului ecranului. Snap-off este distanța ecranului și a celulei solare. Presiunea racletei și distanța de fixare sunt parametrii critici care determină depunerea pastei și geometria degetelor Ag FS.
Figura 16. Ilustrarea procesului de serigrafie pentru metalizarea celulelor solare.
Figura 17. (a) Ecran de plasă-emulsie cu deschidere cu degetul pentru imprimarea FS Ag [40] și (b) model reprezentativ de metalizare FS.
Pasta tipică depusă pentru tampoane RS Ag / Al, RS Al și FS Ag sunt de 35–45 mg, 1,1–1,4 g și respectiv 100–120 mg, respectiv pentru o celulă solară multi-cristalină Al-BSF de 6 inch. Un model ilustrativ de metalizare Ag FS este prezentat în Figura 17 (b). Deschiderea degetului Ag s-a redus la sub 30μm, în timp ce aplicarea barelor cu 5 autobuze este adoptată din ce în ce mai mult acum. Cu un astfel de parametru de ecran și cu o pastă bună, un FF consistent de> 80% ar trebui obținut pentru celulele solare Al-BSF cu o pierdere optică de umbrire de<>
6.2 Uscarea și arderea rapidă a pastelor de metalizare
Pastele de metalizare sunt formate din pulbere de metal, solvenți și lianți organici. În cazul pastei FS Ag, pasta conține și frită de sticlă în timp ce gravează stratul SiNx: H și intră în contact cu emițătorul de tip n [41]. Pastele metalice sunt uscate după imprimare și în cele din urmă sunt trimise printr-un cuptor cu foc rapid pentru sinterizare și formează contactul RS Al-BSF și FS Ag. Un exemplu de astfel de cuptor cu ardere rapidă cu profilul de temperatură este prezentat în Figura 18. Procesul de sinterizare a degetelor FS Ag este ilustrat în Figura 19. Când celula solară trece prin cuptorul cu ardere rapidă, lianții organici sunt arși, urmată de topire a fritei de sticlă și în cele din urmă formarea cristalitelor de Ag care contactează emițătorul de tip n. Profilul de ardere trebuie reglat pe baza tipurilor specifice de paste de metalizare și a profilului de difuzie a emițătorului. De exemplu, temperatura de vârf de ardere ar putea fi scăzută pentru a nu forma un contact ohmic bun pe FS, în timp ce o temperatură prea ridicată poate duce la difuzia Ag prin joncțiune și manevrarea joncțiunii pn. Imaginea unei celule solare Al-BSF multi-cristaline complete este prezentată în Figura 20.
Figura 18. (a) Exemplu de cuptor de ardere pentru sinterizarea contactelor metalice și (b) profil ilustrativ de temperatură al cuptorului de ardere. Sursa: centrotherm GmbH.
Figura 19. Ilustrația procesului de tragere. (a) Arderea din lianți organici, (b) topirea fritei de sticlă care gravează SiNx: H și (c) Formarea cristalitului de Ag la interfața emițătorului.
Figura 20. (a) FS ale unei celule solare complete și (b) RS ale unei celule solare complete.
6.3 Metalizare frontală pe placare
Costul diferiților factori în procesarea celulelor solare a scăzut de-a lungul anilor, în timp ce contribuția Ag frontală este încă cea mai semnificativă [42]. O cantitate semnificativă de muncă a fost făcută pentru a înlocui Ag cu metal alternativ, cum ar fi cuprul (Cu), care are o conductivitate foarte apropiată de cea a Ag și oferă, de asemenea, un potențial avantaj semnificativ din punct de vedere al costului [43,44]. Cu are o difuzivitate și o solubilitate ridicate în Si și, prin urmare, un strat de barieră precum nichelul (Ni) este depus pe Si înainte de placarea cu Cu [42]. Placarea indusă de lumină (LIP) care este derivată din placarea convențională utilizează efectul fotovoltaic al luminii pentru a plăti metalul dorit și are multe avantaje în comparație cu placarea convențională [43,44].
Metalizarea pe partea frontală pe bază de Ni-Cu necesită o etapă suplimentară de modelare ARC pe partea frontală spre deosebire de metalizarea pe bază de pastă Ag și, în majoritatea cazurilor, o etapă suplimentară de sinterizare a Ni pentru a reduce rezistența la contact și pentru a avea o bună aderență a stivei de metal [42 ]. Celulele solare comerciale mc-Si tăiate DWS bazate pe stivă placată cu Ni-Cu-Ag au fost demonstrate cu lățimea degetelor de 22μm, raportul de aspect aproape de 0,5 și o eficiență similară cu cea a celulelor solare pe bază de Ag serigrafice de referință [45 ].
Îmbunătățirea continuă a pastelor Ag FS împreună cu simplitatea, fiabilitatea și randamentul ridicat al procesului de serigrafie au făcut dificilă competiția metalizării pe bază de Ni-Cu cu metalizarea FS pe bază de Ag. Cu toate acestea, concepte cu eficiență ridicată a celulelor solare, cum ar fi celulele solare cu heterojuncție bifacială, unde Cu poate fi placat direct pe oxidul conductor transparent, procesul de placare este simplificat și necesită doar un singur instrument [39]. În mod similar, conceptele de înaltă eficiență care necesită o cantitate redusă de metal pot realiza același lucru folosind metalizarea pe bază de placare [42,46].
6.4 Testarea IV și caracterizarea celulelor solare
Ultimul pas este testarea IV a celulelor solare complete, conform condițiilor standard de testare (STC), adică AM 1.5G, 1000W / m2 cu un simulator solar de clasă AAA. Un exemplu de sondare FS a celulei solare este prezentat în Figura 21. Parametrii tipici obținuți de la testerul IV sunt indicați în Tabelul 3. Testerii IV au mulți parametri de caracterizare care pot fi de ajutor pentru diagnosticarea defectelor celulelor solare. Electroluminiscența reprezentativă (EL) și imaginea IR termică a unei celule solare cu unele defecte sunt prezentate în figurile 22 (a) - (c). O imagine EL a unei celule solare bune cu intensitate uniformă este prezentată în Figura 22 (a), în timp ce pentru o celulă solară în care degetele FS nu sunt tipărite uniform, un contrast mai întunecat poate fi văzut în Figura 22 (b). ) prezintă o imagine IR termică a unei celule solare cu un șunt localizat care a fost format în timpul uneia dintre etapele de procesare. În cele din urmă, celulele solare sunt sortate în diferite coșuri de eficiență pe baza clasificării selectate.
Figura 21. Măsurare IV Sondare FS pentru caracterizarea celulei solare.
Parametru
Comentarii
Voc(V) | Celulele solare mc-Si Al-BSF bune au o valoare de> 0,635V |
Isc(A) | Celulele solare mc-Si Al-BSF bune au o valoare de> 9,0 A |
FF (%) | Celulele solare mc-Si Al-BSF bune au o valoare de> 80% |
Eficiență (%) | Celulele solare mc-Si Al-BSF bune au o valoare de> 18,6% |
Vmpp(V) | Tensiunea corespunzătoare la punctul maxim de putere |
Impp(A) | Curent corespunzător la punctul maxim de putere |
Rs(Ω) | Celulele solare mc-Si Al-BSF bune au o valoare de< 1,5=""> |
RSH(Ω) | Celulele solare mc-Si Al-BSF bune au o valoare de> 100Ω |
Irev(A) | Curentul invers la o tensiune de -12V ar trebui să fie< 0,5="" a="" pentru="" celule="" solare=""> |
Rezistență FS BB-BB (Ω) | Rezistența măsurată între BB-urile de pe FS |
Rezistență RS BB-BB (Ω) | Rezistența măsurată între BB-urile de pe RS |
Tabelul 3. Parametri pentru caracterizarea unei celule solare obținute din măsurarea IV.
Figura 22. (a) Imaginea EL a unei celule solare bune, (b) Imaginea EL a unei celule solare cu neuniformitate în amprentarea digitală Ag și (c) imaginea IR termică a unei celule solare care indică prezența șunturilor localizate.
7. Tendințe viitoare
DWS a devenit standardul pentru napolitele mono-cristaline, în timp ce se așteaptă să aibă o cotă de piață de> 80% până în 2022 pentru napolitele multi-cristaline [2]. SWS pentru napolitele multicristaline se așteaptă să se elimine treptat până la acel moment. Cu DWS, pierderea kerf ar deveni, de asemenea,< 80μm="" până="" în="" 2022,="" ceea="" ce,="" la="" rândul="" său,="" ar="" reduce="" consumul="" de="" poli-si="" per="" placă="" sub="" 15g.="" se="" așteaptă="" ca="" designul="" 3bb="" pentru="" contactele="" frontale="" să="" se="" elimine="" treptat="" până="" în="" 2020,="" cu="" o="" cotă="" de="" 50%="" pentru="" designul="" 5bb.="" cu="" îmbunătățiri="" continue="" în="" pastele="" și="" ecranele="" ag,="" lățimea="" degetului="" fs="" este="" proiectată="" să="" se="" reducă="" la="" 30μm="" până="" în="" 2022.="" instrumentele="" de="" procesare="" chimică="" umedă="" au="" trecut="" de="" 8.000="" wafers="" h="" în="" 2018="" și="" ar="" atinge="" 9.000="" wafers="" h="" până="" în="" 2020.="" echipamente="" de="" procesare="" termică="" au="" atins="" un="" debit="" de="" 5000="" wafers="" h="" în="" 2018="" și="" se="" așteaptă="" să="" traverseze="" 7.000="" wafer="" h="" până="" în="" 2020.="" secțiunea="" de="" metalizare="" și="" testare="" sortare="" iv="" va="" avea="" un="" transfer="" de=""> 7.000 wafers / h până în 2022.
Tehnologia celulară bazată pe Al-BSF, care are o cotă de piață de> 60% în 2018 se așteaptă să se reducă la< 20%="" până="" în="" 2025.="" cu="" un="" accent="" mai="" mare="" pe="" conceptele="" de="" celule="" solare="" cu="" eficiență="" ridicată,="" cota="" perc="" se="" așteaptă="" ca="" tehnologia="" să="" fie=""> 50% până în 2022. Eficiența producției Mono PERC este de așteptat să fie> 22% până în 2022, în timp ce pentru multi PERC ar trebui să atingă 21% în același timp. Un aspect important legat de multi-PERC este atenuarea problemei bazate pe LeTID pentru a minimiza pierderea de eficiență după instalarea modulelor în teren. Celule Si HJ cu eficiență de> 22% în 2018, după ce se preconizează că vor atinge o eficiență stabilă de 23% până în 2020, cu o cotă de piață de aproximativ 10% până în 2022. Celule bifaciale de înaltă eficiență, cu un avantaj suplimentar al exploatării solare radiațiile din partea din spate ar trebui să aibă o cotă de piață de 20% până în 2022. Celulele solare cu contact din spate de tip N vor crește cu 24% din eficiență până în 2020.
8. Concluzii
Celulele solare Si au devenit o parte importantă a domeniului energiei regenerabile în ultimele decenii, cu tehnologii de fabricație maturate. Napolitele multi-cristaline de tip P au devenit principalul sediu pentru producerea de celule solare. Cu toate acestea, cu o eficiență mai mare și cu costuri de producție în scădere, celulele solare mono-cristaline au câștigat, de asemenea, o pondere semnificativă și se așteaptă să concureze îndeaproape cu napolitele multicristale în viitorul apropiat. Pentru tehnologia standard Al-BSF, 19 și 20% au devenit punctul de referință pentru celulele solare multicristaline și, respectiv, mono-cristaline. Celulele mono-PERC și multi-PERC au atins eficiențe stabilizate de 21,5 și respectiv 20%. În plus, PERC oferă, de asemenea, o abordare mai simplă pentru celulele solare bifaciale, având un model de rețea pe RS în locul contactului cu zona completă. Celulele solare de înaltă eficiență de tip n și bifaciale au o cotă de piață de< 10%="" care="" se="" așteaptă="" să="" crească="" în="" viitor.="" tehnologiile="" de="" fabricație="" s-au="" maturizat="" considerabil="" în="" ultimii="" ani,="" cu="" îmbunătățiri="" suplimentare="" pentru="" a="" crește="">
Mulțumiri
Autorii doresc să mulțumească colegilor de la RCT Solutions GmbH de la care au fost preluate unele dintre conținuturile capitolului. Mehul C.Raval vrea să-i mulțumească colegului Jim Zhou pentru discuțiile referitoare la texturarea siliconului negru.
