Hybrydowe kontakty tylne, czyli sekret rekordowej wydajności
Sercem całego rozwiązania jest technologia HIBC łącząca pasywowane kontakty tunelowe z dielektrycznymi warstwami pasywacyjnymi. W praktyce oznacza to, że wszystkie połączenia elektryczne umieszczono na tylnej stronie ogniwa, co całkowicie eliminuje zacienienie przedniej powierzchni i związane z tym straty światła. Konstrukcja opiera się na wysokorezystancyjnym, połówkowym waflu M10 z zaawansowaną pasywacją krawędzi. Na tej podstawie budowana jest wielowarstwowa struktura zawierająca tlenek indowo-cynowy odpowiedzialny za transport prądu, wielowarstwowy tlenek glinu i azotek krzemu na teksturowanej powierzchni czołowej oraz warstwę amorficznego krzemu. Każdy z tych elementów ma precyzyjnie określoną funkcję w optymalizacji zarówno pochłaniania światła, jak i transportu nośników ładunku.
Czytaj też: Dwukierunkowe ładowanie zmienia elektryka magazyn energii. Samochodem zasilisz dom na 10 dni
Przeprojektowując zarówno architekturę ogniwa, jak i systemy materiałowe, osiągnęliśmy jednoczesne przełomy w zarządzaniu optycznym i wydajności transportu nośników – zakomunikował rzecznik LONGi
Kluczową innowacją okazała się technologia iPET integrująca dyfuzję oraz depozycję w jednym procesie. Dzięki temu pasywacja krawędzi następuje bezpośrednio podczas wytwarzania, co eliminuje dodatkowe etapy produkcyjne i potencjalne źródła defektów.
Laserowe wyzwania i ograniczenia produkcyjne
Jednym z najbardziej zaawansowanych elementów procesu wytwórczego jest krystalizacja warstwy amorficznego krzemu przy użyciu impulsowego zielonego lasera nanosekundowego. Ta precyzyjna technika umożliwiła zachowanie pasywacji krawędzi przy jednoczesnym zoptymalizowaniu równowagi między pasywacją a przewodnością elektryczną. Ogniwo o powierzchni aktywnej 133,63 cm² osiągnęło imponujące parametry: prąd zwarcia 5,698 mA oraz napięcie otwartego obwodu 744,9 mV. Dla specjalistów od fotowoltaiki te wartości świadczą o niemal doskonałej kontroli nad procesami fizycznymi zachodzącymi w ogniwie. Nie wszystko jednak wygląda idealnie. Kontakt typu p wykazuje o 50% większe straty rezystancyjne niż kontakt typu n, co wyraźnie wskazuje obszary wymagające dalszych ulepszeń. Nawet przy tak spektakularnych wynikach wciąż pozostaje przestrzeń do optymalizacji.
Czytaj też: Kosmiczne chłodzenie zamienione w energię mechaniczną. Ten silnik działa tylko w nocy
Najważniejsze pytanie dotyczy praktycznego zastosowania tej technologii. LONGi zapewnia, że nowe metody, w tym krystalizacja indukowana laserem i pasywacja krawędzi in situ, można stosunkowo łatwo przeskalować do produkcji ogniw słonecznych z heterozłączem. To technologia, która już teraz znajduje komercyjne zastosowanie, choć na ograniczoną skalę.
Krzemowe ogniwa słoneczne są kluczowe dla zrównoważonej energii, ale nadal są ograniczone przez straty wydajności, szczególnie we współczynniku wypełnienia – dodają badacze z LONGi w swojej publikacji
W przemyśle fotowoltaicznym każdy procent wydajności ma kolosalne znaczenie. Przy wielkoskalowych instalacjach różnica między 25% a 27,81% efektywności może oznaczać setki megawatów dodatkowej mocy z tej samej powierzchni. To kwestia nie tylko ekonomii, ale również dostępności terenu – szczególnie istotna w gęsto zaludnionych regionach. Pytanie, czy 28% stanie się nową granicą do pokonania, pozostaje otwarte, lecz biorąc pod uwagę obecne tempo rozwoju, odpowiedź może czekać tuż za rogiem.