Forschung -

P-Typ-Siliziumsolarzellen mit 26,1 % Wirkungsgrad

Forscher haben eine kristalline Siliziumsolarzelle auf p-Typ-Wafermaterial mit einem unabhängig bestätigten Wirkungsgrad von 26,1 % unter einer Sonne entwickelt. Dies ist ein Weltrekord für p-Typ-Silizium, welches derzeit etwa 90 % des Photovoltaikweltmarkts abdeckt.

Wirkungsgrade über 25 % wurden bisher nur auf n-Typ-Silizium und in Kombination mit Bordiffusion oder Hetero-Junctions aus amorphem Silizium erreicht. „Unser Ergebnis zeigt, dass es auch andere Wege zu hohen Wirkungsgraden mit Silizium gibt – zu potenziell niedrigen Kosten“, so Professor Rolf Brendel, Geschäftsführer des Instituts für Solarenergieforschung Hameln (ISFH). Neben dem Rekordwirkungsgrad von (26,10 ± 0,31) % unter einer Sonne der Rekordsolarzelle des ISFH und der Leibniz Universität Hannover sind die weiteren Kenndaten der Strom-Spannungs-Kurve: Leerlaufspannung (726,6 ± 1,8) mV, Kurzschlussstromdichte (42,62 ± 0,4) mA/cm², Füllfaktor (84,28 ± 0,59) %, ausgewiesene Zellfläche 4 cm². Die Messung wurde im ISO-17025-akkreditierten Kalibrier- und Testzentrum ISFH-CalTeC durchgeführt.

Die Rekordzelle verwendet einen passivierenden elektronenselektiven n+-Typ-POLO-Übergang (Polysilizium auf Oxid) am Minuskontakt der Zelle und einen löcherselektiven p+-Typ-POLO-Übergang am Pluskontakt. Die hohe Selektivität dieser Übergänge ermöglicht diesen Wirkungsgrad. Die zwei verschiedenen Übergänge werden in einem ineinandergreifenden Muster auf der Rückseite aufgebracht. Dadurch wird die parasitäre Absorption im Polysilizium minimiert und eine Abschattung aufrgund vorderseitiger Metallisierung vermieden.

N-Typ- und p+-Typ-Polysilizium sind durch eine intrinsische Polysilizium-Region voneinander getrennt. Während die Strukturierung der dotierten Regionen mit Laborverfahren erfolgt, geschieht die Öffnung des dielektrischen Rückseitenreflektors bereits mittels industriell realisierbarer lokaler Laserablation. „Dass wir die Fotolithographie durch die Laserkontaktöffnung ersetzt haben, ist ein erster wichtiger Schritt in Richtung Industrialisierung, da sie eine Metallisierung auf Siebdruckbasis ermöglicht“, so der Arbeitsgruppenleiter Professor Robby Peibst.

Firmeninformationen
© elektronikinformationen.de 2018 - Alle Rechte vorbehalten