Репортаж от Wedoany，Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) и китайского производителя фотоэлектрических модулей Trina Solar разработали кремниевый туннельный оксидный пассивированный контактный элемент с тыловыми контактами (TBC), не содержащий серебра, используя стратегию биполярных алюминиевых контактов, специализированную алюминиевую пасту и оптимизированные условия спекания.
Автор-корреспондент Сун Нин рассказал журналу pv magazine, что в исследовании продемонстрировано применение трафаретной печати алюминиевых контактов на n-типа и p-типа поликремниевых/SiOx пассивированных контактах, что открывает потенциальный путь для разработки бессеребряных солнечных элементов с тыловыми контактами. Команда также обнаружила значительные различия в поведении алюминия на поликремнии n-типа и p-типа, что дает новые представления о формировании контактов и будущей оптимизации. С отраслевой точки зрения, снижение потребления серебра становится все более важным для крупномасштабного производства фотоэлектрических элементов, и алюминий может стать недорогой альтернативой для высокоэффективных элементов с тыловыми контактами.
Исследовательская группа использовала непрожигающую (nFT) пасту Al-Si, содержащую инженерный сплав Al-Si и улучшенную систему стеклофритты, предназначенную для подавления чрезмерного сплавления Al-Si на границе раздела и предотвращения образования глубоких и крупных областей Al-p⁺. Этот подход помогает достичь низкого контактного сопротивления, сохраняя при этом отличное качество пассивации поликремниевых/SiOx контактов.
Для оценки применимости этой технологии в структуре TBC исследователи изготовили симметричные образцы для измерения времени жизни, имитирующие промышленные пассивированные контакты поликремний/SiOx n-типа и p-типа. Образцы состояли из сильно легированного фосфором или бором слоя поликремния, тонкого верхнего слоя SiOx и стопки AlOx/SiNx. Образцы были разделены на две группы: одна для извлечения контактных параметров, таких как плотность тока рекомбинации, а другая для изучения механизмов формирования контактов.
Процесс характеризации включал ряд комплексных методов, включая оптическую микроскопию, спектроскопию комбинационного рассеяния, визуализацию фотолюминесценции и измерение контактного сопротивления методом передаточной линии. Сканирующая электронная микроскопия и атомно-силовая микроскопия использовались для изучения морфологии контактов и характеристик границы раздела, а кривые электрохимической емкости-напряжения предоставили информацию о глубине легирования. Численное моделирование с помощью Quokka 3 оценило потенциал эффективности элементов и поддержало анализ влияния на уровне устройства.
Результаты моделирования показали, что фемтосекундный УФ-лазер с длиной волны 257 нм может селективно удалять диэлектрический слой стопки оксида алюминия и нитрида кремния (AlOx/SiNx) для формирования локальных контактов, не повреждая нижележащий пассивирующий слой поликремния/SiOx. Затем, с использованием толстых слоев поликремния n-типа и p-типа и оптимизированного спекания при 700°C, были оценены бессеребряные TBC солнечные элементы с локальными алюминиевыми контактами. Эти условия спекания обеспечили низкое удельное контактное сопротивление и контактную рекомбинацию.
Анализ границы раздела показал сильную полярную зависимость, при этом поликремний n-типа демонстрировал ограниченное травление. Специализированная паста Al-Si смогла смягчить общую кинетику реакции, однако граница раздела p-типа оставалась более реакционноспособной из-за отсутствия барьера обратного легирования, поэтому оптимизация спекания была особенно важна для предотвращения потери пассивации.
Моделирование устройства подтвердило осуществимость технологии, но также указало на ограничения, связанные с высокой контактной рекомбинацией. Эффективность элементов снизилась с 26,8% для элементов на основе серебра до 25,9% для устройств на основе алюминия. Ученые заявили, что относительно высокие потери на рекомбинацию на границе раздела алюминий/поликремний являются ключевой проблемой для промышленного применения, и необходимо значительно снизить плотность тока контактной рекомбинации, прежде чем алюминиевые контакты можно будет рассматривать как жизнеспособную альтернативу серебру. Одновременное достижение низкого удельного контактного сопротивления для контактов n-типа и p-типа и снижение рекомбинации имеют решающее значение для сокращения разрыва в эффективности.
Новая конструкция элемента была опубликована в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells под названием «К бессеребряным кремниевым солнечным элементам с тыловыми контактами: биполярные трафаретно-печатные алюминиевые контакты на пассивированных контактах поликремний/SiOx». Исследовательская группа планирует в будущем улучшить инженерию пасты и ввести барьерные слои на границе раздела.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
