Представлений сонячний елемент зі звичайного кремнію з рекордним ККД

Вчені з Інституту систем сонячної енергетики ім. Фраунгофера (ISE) створили з класичний монокристалічний кремнієвий фотоелемент з ефективністю перетворення на рівні 26%, що стало світовим досягненням. Нова технологія простіше запропонованої раніше технології Interdigitated Back Contact (IBC) з контактами на тильній стороні осередків і обіцяє наблизитися до теоретичної межі кремнію при перетворенні сонячної енергії в електрику.
Сьогодні зі звичайного монокристалічного кремнію випускається переважна більшість сонячних панелей – понад 90%. Було б заманливо підвищити ККД таких панелей без ускладнення технології і подорожчання виробництва. У цьому обіцяла допомогти технологія IBC, коли обидва струмопровідні контакти в осередках створюються на тильній стороні осередку, що не затінює панель і дозволяє повніше використовувати обсяг елемента в процесі вибивання електронів фотонами. На жаль, хоча панелі IBC по ККД і наблизилися до 26%, їх виробництво досить дороге, тому вони виявилися незатребуваними.
Дослідники з ISE змогли наблизити ККД монокристалічних осередків до 26% іншим шляхом і навіть обіцяють піти далі – домогтися значення ККД на рівні 27% при теоретичній межі для кремнію 29,4%. Цього вдалося досягти завдяки особливому розташуванню струмопровідних контактів на обох сторонах осередків, але це не всі зміни.
В основі нового осередку лежить контакт TOPCon – це контакт, пасивувований тунельним оксидом. Нова розробка відрізняється тим, що контакт TOPCon розташований не зверху, а лежить по всій тильній стороні осередку. Цей підхід дозволив також легувати бором не всю передню поверхню, а тільки місця під другим звичайним контактом, що спростило і здешевило виробництво. Таким чином, новий осередок отримав назву TOPCoRE (елемент з контактом TOPCon на задній стороні). Крім високого ККД новий елемент видає більшу напругу, а його робота супроводжується меншими втратами через поверхневу рекомбінацію і завдяки ефективному транспорту електронів.
За словами розробників, новий елемент відповідає впровадженим промисловим стандартам і відмінно підходить для масового виробництва.