Китайские инженеры из Центрального научно-исследовательского института LONGi совместно с коллегами из Шэньчжэньского кампуса Университета Сунь Ятсена достигли значительного прорыва в области солнечной энергетики, создав гетеропереходный солнечный элемент с тыльным контактом (HBC), эффективность которого достигла 27,09% в ходе испытаний.
HBC представляет собой тип конструкции солнечного элемента, в котором основная рабочая структура размещается на задней стороне элемента, что позволяет увеличить количество солнечного света, попадающего на элемент, и, следовательно, повысить эффективность по сравнению со стандартными конструкциями. Однако ранее проект был заблокирован трудностями в управлении необходимой рекомбинацией носителей заряда. Исследователи утверждают, что они преодолели эти трудности.
Команда LONGi объявила о разработке своего нового высокоэффективного солнечного элемента HBC в декабре прошлого года, но не привела много подробностей. Однако в своей новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications, команда предоставляет подробную информацию о принципах конструкции и методах, использованных для повышения эффективности солнечного элемента. Эффективность элемента была независимо проверена Институтом исследований солнечной энергии в Хамельне.
Исследовательская группа создала ячейку, используя монокристаллическую кремниевую пластину n-типа. Спереди они нанесли антибликовое покрытие, а сзади разделили рабочую область на четыре секции: область зазора, контакт удержания-селекции, зазор HSC plus и электронно-селективный контакт. Команда также использовала лазер для абляции стека и нанесения прозрачного проводящего оксида (TCO) с помощью магнетронного распыления. Последний слой нитрида кремния был добавлен для предотвращения повреждения других слоёв во время работы ячейки.
Источник: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53275-5
Исследователи протестировали ячейку в стандартных условиях, в которых получили эффективность 27,09%. Команда планирует продолжить работу, надеясь еще больше повысить эффективность. Они предполагают, что внесение нескольких изменений должно поднять её до 27,7%.
Эта разработка имеет значительные перспективы для развития солнечной энергетики, поскольку высокоэффективные солнечные элементы могут повысить производительность солнечных панелей и сделать их более экономичными. Результаты этой работы могут оказывать существенное влияние на развитие возобновляемой энергетики и снижение зависимости от ископаемых видов топлива.