鉅大LARGE | 點擊量：334次 | 2023年07月11日
德國科學家制造了不含TCO的硅太陽能電池 效率可達到22%以上
德國ForschungszentrumJuelichGmbH研究中心的科學家們制造了一種異質(zhì)結(jié)硅太陽能電池，其前觸點沒有透明導電氧化物（TCO）。
TCO是一種既具有透明性又具有導電性的材料，幾十年來一直用于接觸式晶體硅（c-Si）異質(zhì)結(jié)（SHJ）太陽能電池的兩側(cè)，為載流子收集提供橫向傳導?！蔽覀冏罱难芯勘砻鳎y接觸或鋁接觸可能是無TCOSHJ太陽能電池的候選材料，其效率可達到22%以上。到目前為止，我們還沒有對這種類型的太陽能電池進行成本評估，在概念驗證的第一步，我們使用了錫、鋁和銀（Ti/Au/Ag）作為接觸金屬，這些金屬不適合大規(guī)模生產(chǎn)。”
在發(fā)表在《焦耳》雜志上的研究報告《高效硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池的透明導電無氧化物正面接觸》中，德國小組解釋說，TCO確保了足夠的橫向?qū)щ娦裕哂辛己玫⒉煌昝赖膫鬏斝阅埽瑢е露搪冯娏髅芏葥p失。
該電池由一個電阻率為1.09的摻磷n型直拉硅晶片構(gòu)成?厚度170mm。采用Ti/Au/Ag金屬堆與氫化非晶硅（a-Si:H）層接觸。
TCO被c-Si吸收體的橫向傳導所取代?！睕]有TCO作為緩沖層，直接的金屬/a-Si:H接觸會降低鈍化質(zhì)量，這可以通過增加a-Si:H層的厚度來避免，”學者們說，并補充說，這些層是通過等離子體增強化學氣相沉積系統(tǒng)沉積的。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這有助于提高電池兩側(cè)的填充系數(shù)，他們將此歸因于后側(cè)的接觸電阻率降低。他們進一步解釋說："在直接的金屬/Si:H接觸中觀察到金屬擴散到a-Si:H層。為了抑制金屬擴散，在a-Si:H表面進行了臭氧氧化，在無TCO的SHJ太陽能電池中產(chǎn)生了更好的開路電壓，而沒有增加接觸電阻率。"
2.0x2.0cm2的電池實現(xiàn)了超過22%的效率。"外部量子效率測量顯示，通過用氮化硅（SiNx）層替代TCO層，電流有0.99mA/cm2的增益，在這種設計中，SHJ太陽能電池中對銦的依賴得到了放松，同時可以避免TCO層的透明度和導電性之間的設計沖突"。研究人員總結(jié)道。
