Longi je detaljno predstavio najučinkovitiju silicijsku solarnu ćeliju na svijetu

Kineski solarni div Longi objavio je tehničke detalje svojeg najnovijeg proizvoda, silicijske solarne ćelije učinkovitosti 27,81 posto, najviše ikad izmjerene za taj tip tehnologije. Rezultat je u travnju potvrdio njemački institut ISFH, no tek sada je u znanstvenom časopisu Nature objavljeno kako je ćelija zapravo konstruirana.

Riječ je o takozvanoj HIBC ćeliji, odnosno hibridnoj interdigitated back-contact arhitekturi. Za razliku od klasičnih solarnih ćelija, sve kontakte premješta na stražnju stranu, čime se smanjuju gubici na prednjoj površini i povećava iskorištenje svjetlosti. No Longi je išao korak dalje: kombinirao je pasivizirane tunelske kontakte, dielektrične slojeve i istodobno implementirao n-tip i p-tip kontakte, što je značajno kompleksnije, ali i učinkovitije.

U radu se navodi da je korištena polovina M10 pločice visoke otpornosti, s pasiviziranim rubovima, te posebno optimizirani n-tip kontakt koji nastaje kombinacijom visokotemperaturnog i niskotemperaturnog procesa. Prednja strana prekrivena je ITO slojem koji olakšava lateralni transport nositelja, dok višeslojni sustav AlOx i SiNx na teksturiranoj površini smanjuje rekombinaciju elektrona. Dodan je i sloj amorfnog silicija za dodatnu pasivaciju.

U Longiju su smanjili dopiranje fosforom u n-polikristalnom siliciju deset puta kako bi spriječili širenje dopanta u podlogu. Taj proces nazvan iPET omogućuje da rubovi pločice budu pasivizirani već tijekom proizvodnje. Metalni prsti duboki 8 mikrometara selektivno prikupljaju struju, dok je ITO uklonjen na određenim mjestima kako bi se spriječilo curenje između kontakata. A-Si sloj dodatno je podebljan, a zatim kristaliziran zelenim nanosekundnim laserom, čime se smanjuje kontaktna otpornost bez narušavanja pasivacije.

Sve to rezultiralo je impresivnim parametrima: kratkospojnim strujama od 5698 mA, naponom otvorenog strujnog kruga od 744,9 mV i fill factorom od 87,55 posto, vrijednostima koje su u vrhu sektora silicijskih ćelija.

Iako je rezultat postignut na maloj aktivnoj površini od 133,63 kvadratna centimetra, Longi tvrdi da se korištene tehnike mogu relativno brzo skalirati u masovnu proizvodnju. Kao sljedeći korak vide smanjenje otpora p-tip kontakta, koji trenutno pokazuje 50 posto veće gubitke od n-tip varijante.

Novi rekord potvrđuje da je silicij, unatoč konkurenciji perovskita, daleko od kraja svojih mogućnosti, ali i da će budući pomaci zahtijevati sve sofisticiranije inženjerske pristupe.