Utiliser des tranches de type p dans des cellules solaires à hétérojonction, pas une bataille perdue – India pv magazine

Un groupe de recherche international a reconstruit la trajectoire des plaquettes de type p dans le segment des cellules solaires à hétérojonction et a identifié un manque de connaissances sur la dégradation induite par la lumière associée au bore-oxygène (BO-LID) comme la principale cause de cette adoption limitée. wafers et le succès de leurs homologues de type n. Cependant, selon les scientifiques, il reste encore beaucoup à faire pour améliorer la technologie de type p dans les cellules à hétérojonction.

Extrait du magazine Global pv

Une équipe de recherche internationale a étudié les raisons historiques de l’échec partiel de l’utilisation de plaquettes de type p dans les cellules solaires à hétérojonction et a conclu que les plaquettes de type n plus chères, qui dominent actuellement le segment à hétérojonction, pourraient ne pas être la seule option. à la disposition des fabricants de modules solaires à l’avenir.

En étude « Cellules solaires à hétérojonction silicium et plaquettes de silicium cristallin de type p : perspective historique, » Publié dans Solaire RRL, les scientifiques placent les premières étapes de la technologie de type p dans une perspective historique remontant aux années 1970. « En raison de la sensibilité du silicium de type p de Czochralski à la dégradation induite par la lumière associée au bore-oxygène (BOFERMÉ), ces plaquettes sont considérées comme inadaptées aux cellules solaires en silicium à hétérojonction (SHJ) », ont-ils expliqué. « En plus des problèmes de stabilité, la durée de vie inférieure du support de charge due à la contamination et les défis liés à la passivation de surface constituent des obstacles à l’adoption de plaquettes de type p dans les applications SHJ. »

Cet article montre que le problème BO-LID a été identifié comme un défi sérieux pour les plaquettes de type p à la fin des années 1990. « En 1999, Glunzo et coll. ont signalé une perte d’efficacité de conversion allant jusqu’à 1,7 % dans les cellules solaires à homojonction Cz-Si de type p avec une efficacité de conversion initiale de 21,0 % », ont déclaré les chercheurs.

Avant de vendre son activité PV à Panasonic, le fabricant japonais Sanyo a été le premier à développer une cellule solaire commerciale à hétérojonction et a immédiatement opté pour l’utilisation de plaquettes de type n, les chercheurs étant incapables de suivre les intentions d’utilisation de plaquettes de type p pour les applications SHJ. depuis 1990-2000. « Soit les autres types de plaquettes n’ont pas été pris en compte et testés, soit les résultats de ces efforts ont été jugés non pertinents pour les rapports », ont-ils expliqué.

La première stabilisation des défauts BO-LID dans les dispositifs de type p a commencé en 2006, mais les premiers procédés de fabrication basés sur la génération de porteurs via un éclairage à haute intensité à haute température n’étaient disponibles que pour la production commerciale de cellules au cours de la dernière décennie.

« Le manque de compréhension de la stabilisation des défauts BO lors du développement de la technologie SHJ peut être la principale raison pour laquelle le processus de développement est limité aux tranches c-Si de type n, et si le processus de stabilisation des défauts BO était déjà disponible à ce moment-là, une technologie pourrait être développée sur la base des tranches c-Si de type n. p », soulignent les scientifiques. « Heureusement, les efforts continus pour résoudre les défauts BO dans les cellules solaires PERC au cours des deux dernières décennies nous ont fourni les connaissances nécessaires pour endommager les cellules solaires SHJ de type p et fabriquer des dispositifs avec des tensions de circuit ouvert élevées et stables. »

Le groupe de recherche est composé d’universitaires de Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO) et l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en Australie, le L’université d’Oxford au Royaume-Uni, la startup australienne Sundrive Solar Pty Ltd et le fabricant russe de modules solaires à hétérojonction Hevel Solar. « Nos recherches récentes suggèrent que nous pourrions être en mesure de repenser le type de silicium nécessaire pour fabriquer ces cellules solaires à haut rendement », concluent-ils. « Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour évaluer l’impact des variations de qualité des plaquettes sur divers lingots Cz-Si de type p (et positions des lingots) sur les performances des cellules solaires SHJ de type p. »

Le même groupe de recherche a lancé en juillet 2021 un nouveau procédé d’hydrogénation qui, selon lui, a le potentiel d’augmenter l’efficacité stable des cellules solaires à hétérojonction de type p (SHJ) basées sur des tranches de silicium dopées au gallium. Deux cellules solaires développées avec un nouveau procédé d’hydrogénation avancée (AHP) dans la ligne SHJ existante exploitée par Hevel utilisation 156,75x 156,75 millimètre tranches de type p dopées respectivement au bore (B) et au gallium (Ga). Le premier produit est fourni par le fabricant chinois Longi et le second par le fabricant de plaquettes taïwanais Sino-American Silicon (SAS). Les scientifiques ont également construit un dispositif SHJ standard de type n comme référence.

Le fabricant chinois Longi a atteint en mars une efficacité de 25,47 % pour les cellules solaires à hétérojonction de type p dopées au gallium. Ce même mois, des chercheurs de l’Institut national de l’énergie solaire (INES) – une antenne du Commissariat aux énergies alternatives et à l’énergie atomique (CEA) et la société italienne d’énergie renouvelable et fabricant de modules solaires à hétérojonction Enel Green Power a atteint un rendement de conversion de puissance de 24,47 % pour les cellules solaires en silicium à hétérojonction de type p dopées au gallium.

Ce contenu est protégé par le droit d’auteur et ne peut être réutilisé. Si vous souhaitez travailler avec nous et souhaitez réutiliser certains de nos contenus, veuillez contacter : editors@pv-magazine.com.

Lancelot Bonnay

"Érudit primé au bacon. Organisateur. Fanatique dévoué des médias sociaux. Passionné de café hardcore."

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.