Forrás: www.intechopen.com/books/solar-cells/industrial-silicon-solar-cells
Írta: Mehul C. Raval és Sukumar Madugula Reddy
Beküldve: 2018. október 4. Felülvizsgálat: 2019. január 29. Megjelent: 2019. május 15
DOI: 10.5772 / intechopen.84817
Absztrakt
A fejezet bemutatja az ipari szilícium napelem gyártási technológiákat a jelenlegi állapotával. Megbeszéljük és összehasonlítjuk a kereskedelmi forgalomban kapható p-típusú és nagy hatásfokú n-típusú napelemek szerkezetét, hogy az olvasó előnyt szerezhessen az ipari napelemekben. Rövid áttekintést nyújtunk a textúrázástól a szitanyomásos fémezésig terjedő különféle folyamatlépésekben. A monokristályos és többkristályos szilícium ostyák textúrázási folyamatait a legújabb eljárásokkal tekintették át. Áttekintést nyújtottak be a diffúzió és a visszaverődésmentes bevonat lerakódásának termikus folyamatairól. A napelemek metallizálásának bevett szitanyomási eljárása bevezetésre kerül az érintkezők szintereléséhez szükséges gyors égetési lépéssel. Bevezetésre kerül a napelemek különféle paraméterekkel végzett napelemes jellemzésének IV. A különféle folyamatok és berendezések gyártásának legújabb fejleményeit a várható jövőbeli tendenciákkal együtt megvitatják.
Kulcsszavak
szilícium
napelemek
gyártás
többkristályos
monokristályos
textúrázás
1. Bemutatkozás
A fotovoltaikus energia fontos megújuló energiaforrás, amely gyorsan növekedett a 2007. évi 8 GW-ról a 2017. évi 400 GW-ra [1]. A növekvő kereslettel együtt a fotovillamos rendszer költségei is jelentősen csökkentek, 1980-ból 35,7 $ / Wpin-ról 2017-re 0,34 $ / Wpin-re, gyorsítva elfogadását [2]. A szilícium (Si), amely a mikroelektronikai ipar fontos anyaga, az 1950-es évek óta a napelemek széles körben használt ömlesztett anyaga, piaci részesedése> 90% [2]. A fejezet bemutatja a kereskedelmi szilícium napelemek gyártásának tipikus lépéseit. A 2. és a 3. szakasz bemutatja a napelemek rövid történetét és a szilícium-szubsztrátok típusának áttekintését, valamint a különböző napelem-architektúrákat. Ezt követően a gyártás során használt nedves kémiai és magas hőmérsékletű lépéseket a A 6. szakasz a metallizálási folyamatról és a kereskedelmi napelemek tipikus jellemzési paramétereiről szól. Végül a jövőbeni ütemtervet és a várható trendeket a befejező szakasz tárgyalja.
2. A napelemek alakulása
A „fotovoltaikus hatás” szó szerint azt jelenti, hogy fény hatására feszültség keletkezik. A jelenséget Edmund Becquerel francia fizikus figyelte meg először egy elektrokémiai cellán 1839-ben, míg WGAdams és REDay brit tudósok egy szelénből készült szilárdtest-készüléken 1876-ban [3]. Az 1950-es évektől kezdve a kereskedelmi napelemek teljesítménye&1% -tól>-ig, 23% [2] -ig gyors fejlődésen ment keresztül, a szilícium pedig a fotovoltaikus ipar „munkalova”, azután. A szilícium napelemek evolúcióját az 1. ábra mutatja.
1. ábra A szilícium napelemek evolúciója. (a) 1941: Napelem sejtek jelentek megnövekedett csomópontnál, (b) 1954: Napelem sejt pn csomópontok adalék diffúzióval alakultak ki, (c) 1970: Ibolya sejtek alumínium háttérfelületű mezővel, (d) 1974: Fekete sejtek kémiailag texturált felület [3].
Az első szilícium napelemek, amelyeket a Bell Laboratories Russell Ohl mutatott be az 1940-es évek során, az újrakristályosítási folyamat során a szennyeződések szegregációjából keletkező természetes csomópontokon alapultak [3]. A cellák hatékonysága&1% volt, mivel a csomópont helye és a szilícium anyag minősége nem volt ellenőrizhető. Az Ohl által megadott nómenklatúrát a régiók megnevezéséhez (p-type: oldalsó megvilágítás és n-type: other side) a napelemek elnevezési szokásaihoz használják.
Az 1950-es években a szilícium adalékanyagok magas hőmérsékletű diffúziós folyamata gyorsan fejlődött. A Bell Laboratories munkatársa, Fuller és Chaplin 4,5% -os hatásfokú napelemet mutatott be lítium-alapú doppingolással, amely bór diffúzióval 6% -ra javult. A napelem „beburkoló” szerkezetű volt (1. b) ábra) mindkét érintkezővel a hátoldalon az árnyékolási veszteségek elkerülése érdekében, de nagyobb ellenállási veszteségekhez vezetett a körbefutó szerkezet miatt. 1960-ra a sejtszerkezet az alábbiak szerint fejlődött1. ábra (c). Mivel az alkalmazást űrkutatásra szánták, 10Ω cm magas ellenállású szubsztrátumot használtak a maximális sugárzási ellenállás érdekében. Vákuumban elpárologtatott érintkezőket használtunk mindkét oldalon, míg szilícium-monoxid-bevonatot használtunk fényvisszaverő bevonatként (ARC) az elülső oldalon (FS) [3].
Az 1970-es évek elején kiderült, hogy az alumínium szinterelése a hátsó oldalon javította a sejt teljesítményét azáltal, hogy erősen adalékolt felületet képezett, amelyet „hátsó felületi mezőnek (Al-BSF)” neveznek, és szennyezi a szennyeződéseket [3]. Az Al-BSF csökkenti a hordozók rekombinációját a hátsó oldalon, és ezáltal javítja a feszültséget és a hosszú hullámhosszúságú spektrális választ. Finomabb és szorosan elhelyezett ujjak megvalósítása csökkentette a kereszteződés doppingolásának szükségességét és megszüntette az elhalt réteget. ARC titán-dioxid (TiOx) használtuk, és vastagságát úgy választottuk meg, hogy csökkentse a visszaverődést rövidebb hullámhosszakon, és lila megjelenést adott a napelemeknek. További javulás történt az ostyák texturálásával (100) ostya anizotrop maratásával a (111) felületek feltárására. A texturálás jobb fénycsapdához vezetett, és sötét bársony megjelenést adott a sejteknek. A továbbfejlesztett cella architektúra a1. ábra (d). 1976-ban Rittner és Arndt földi napelemeket mutattak be, amelyek hatékonysága megközelítette a 17% -ot [3].
A passzivált emitteres napelem (PESC) 20% -os hatékonyságú mérföldkövet ért el 1984–1986-ban. A fém / szilícium érintkezési terület csak 0,3% volt a PESC sejtekben, míg a kétrétegű ZnS / MgF ARC2mindkét sejtstruktúrában alkalmazták. 1994-ben 24% -os hatékonyságú passzivált emitteres hátsó lokálisan diffundált (PERL) sejtet mutattak ki [3]. A PESC sejthez képest a PERL sejt invertált piramisokat tett az FS-en a jobb fénycsapda és oxidalapú passziválás érdekében mindkét oldalon. A hátsó oldalon lévő oxid passzivációs réteg javította a hosszú hullámhossz belső visszaverődését és ezáltal a spektrumválaszt.
A fejlõdõ napelem-architektúrák mellett a gyártási területen is folyamatosan fejlõdött a megnövekedett áteresztõképesség, a jobb folyamatlépések és az alacsonyabb költségek. A Si szubsztrátok és a különféle típusú napelemek gyártásának rövid áttekintése a következő szakaszban található.
3. Kereskedelmi szilícium napelem technológiák
A Si a földön a második leggyakoribb anyag az oxigén után, és széles körben használták a félvezetőiparban. 98% -os tisztaságú kohászati minőségű szilíciumot (Mg-Si) kapunk, ha a kvarcot (SiO2) szénnel melegítjük magas hőmérsékleten, 1500-2000 ° C hőmérsékleten [4]. Az Mg-Si-t tovább tisztítjuk, így 99,99% -os tisztaságú szolár minőségű szilíciumdarabokat kapunk. A finomított szolár minőségű Si darabokat ezután tovább feldolgozzuk, így kapjuk a szilícium nagy tömegét képező Si rúd monokristályos és többkristályos formáit. Monokristályos Si-ben az atomok az egész anyagban azonos kristály-orientációban vannak elrendezve. A napelemek esetében a (100) orientáció a preferált, mivel könnyen texturálható a felületi visszaverődés csökkentése érdekében [5]. A többkristályos Si, amint a neve is mutatja, többféle Si anyagszemcsével rendelkezik, különböző orientációval, ellentétben a monokristályos szubsztrátokkal. Az egykristályos anyag kisebb hordozói élettartammal rendelkezik, mint a többkristályos Si és ennélfogva magasabb a napelem hatékonysága egy adott napelem technológia esetében.
A monokristályos Si tömbök előállítására szolgáló Czochralski (Cz) módszert a 2. (a) ábra szemlélteti. Az adalékanyaggal ellátott nagy tisztaságú olvadt szilíciumot az olvadáspont felett tartják, majd egy magkristályt nagyon lassú sebességgel húznak, hogy akár 300 mm átmérőjű és 2 m hosszú ingot kapjanak [6]. Az olvadt szilícium adható p-típusú vagy n-típusú adalékokkal, hogy a monokristályos Si-ingot egy adott típusú anyag elérje, legfeljebb 200 kg-ig [2]. A bugákból fűrészelt ostyák kör alakúak, ezért alakjukat „psuedo négyzetnek” nevezik. A többkristályos szilíciumöntvényeket nagy tisztaságú Si megolvasztásával és nagy tégelyben történő irányított szilárdítási eljárással [7] kristályosítva állítják elő, amint azt a 2. (b) ábra bemutatja. Az eljárásnak nincs referenciakristály-orientációja, mint a Cz-folyamatnak, ezért különböző orientációjú szilícium-anyagot képez. Jelenleg a többkristályos Si tömbök súlya &; 800 kg [2], amelyeket aztán téglákra vágnak, és az ostyákat tovább fűrészelik.
A monokristályos és többkristályos ostyák jelenlegi mérete a napelemek gyártásához 6 hüvelyk × 6 hüvelyk. A monokristályos ostyák területe az álnégyzet alakja miatt valamivel kisebb lesz. A napelemek gyártásához a legszélesebb körben használt alapanyag a bórral adalékolt p-típusú Si szubsztrátok. N-típusú Si szubsztrátok nagy hatékonyságú napelemek előállításához is, de további technikai kihívásokkal kell szembenézniük, mint például az egyenletes doppingszer elérése az ingot mentén a p-típusú szubsztrátokhoz képest.
2. ábra: Az (a) Cz eljárás bemutatása monokristályos tömböknél és (b) irányított megszilárdulási folyamat a sokkristályos tömböknél.
A különféle típusú napelemek széles skáláját, valamint a hatékonysági tartományokat a 3. ábra mutatja. A szokásos alumínium háttérfelületi (Al-BSF) technológia az egyik legelterjedtebb napelemes technológia, viszonylag egyszerű gyártási folyamata miatt. Alapja a teljes hátsó (RS) Al lerakódás szitanyomásos eljáráson és az ap + BSF képződésén alapul, amely segít visszaszorítani az elektronokat a p-típusú szubsztrát hátuljáról és javítani a cella teljesítményét. Az Al-BSF napelemek gyártási folyamata a 4. ábrán látható. A kereskedelmi célú napelemek szabványos kialakítása rácsmintás FS és teljes területű RS érintkezőkkel történik.
3. ábra A különböző típusú napelemek széles osztályozása.
4. ábra. Al-BSF napelemek gyártási áramlása.
A passzivált emitteres hátsó érintkező (PERC) napelem javítja az Al-BSF architektúrát a hátsó passzivációs réteg hozzáadásával a hátsó passziváció és a belső visszaverődés javítása érdekében. Az alumínium-oxid alkalmas anyag RS passziválásra, átlagos napelem-hatékonyság közelíti a 21% -ot a gyártás során8]. Egy meglévő Al-BSF napelemes vonal két további eszközzel (RS passzivációs réteg lerakódás és lézer az RS lokalizált érintkezőnyitására) PERC folyamatra frissíthető.
A fennmaradó három cella-architektúra főleg nagyobb hatékonyságú technológiák, amelyek n típusú Si szubsztrátumokon alapulnak. Az a-Si heterojunction napelem celláinak n-típusú Si szubsztrát FS-jén és RS-jén a-Si rétegek vannak, amelyek „heterojunkciókat” alkotnak, ellentétben a hagyományos magas hőmérsékletű diffúzió alapú pn csatlakozással. Az ilyen technológia lehetővé teszi a feldolgozást alacsonyabb hőmérsékleten, de nagyon érzékeny a felületi interfészek minőségére. az a-Si alapú heterojunction napelemeket a Sanyo Electric gyártotta kereskedelmi forgalomban, amelyet most a Panasonic vesz át [9]. Az interdigitált hátsó érintkező (IBC) napelemes kivitelben mindkét érintkező a hátoldalon van, kiküszöbölve az FS érintkező árnyékolásának veszteségeit. Az IBC napelemek esetében a csomópont a hátsó oldalon is elhelyezkedik. A nagy hatásfokú n-típusú IBC napelemek egyik korai gyártója a SunPower Corporation [10]. A kétágú sejtek, amint a neve is mutatja, képesek megfogni a fényt a napelemek mindkét oldaláról. Ez azt jelenti, hogy a hátsó oldalon rácsmintás érintkezők is vannak, amelyek lehetővé teszik a fénygyűjtést. A bifaciális technológiára példa az ISC által Konstanz által kifejlesztett és forgalmazott BiSON napelem [11]. Meg kell jegyezni, hogy a feltüntetett osztályozás nem teljes körű felsorolás a napelemek különféle típusainak felsorolásáról, amelyek R&D fázisban vannak, közel vannak a forgalmazáshoz vagy már készülnek. A következő szakaszok áttekintést nyújtanak az Al-BSF napelemek gyártásának folyamatairól.
4. Nedves kémiai folyamatok a napelemek gyártásához
A nedves kémia-alapú kezelés fontos lépés a napelemek feldolgozásában a fűrészkárok eltávolításában (SDR) a levágott ostyák esetében, a felület textúrázása a bejövő napsugárzás abszorpciójának növelése érdekében és a diffúziós folyamat utáni élszigetelés. Amint az előző szakaszban tárgyaltuk, főleg monokristályos és többkristályos szilícium ostyákat használnak a napelemek gyártásához. Az egyes ostyatípusok nedves kémiai alapú feldolgozásáról előre lesz szó.
4.1 Monokristályos szilícium ostyák texturálása
Amint a 2. szakaszban jeleztük, a napelemek fejlesztése elsősorban monokristályos ostyákkal kezdődött, ezért a mikroelektronika területén jól bevált módszereket használtak. KOH / NaOH alapú lúgos anizotróp maratást alkalmaznak monokristályos ostyák piramisos textúrázására. Egy darabolt monokristályos ostya súlyozott átlagos reflexiója> 30% (300–1200 nm hullámhosszon), ami a textúrázási folyamat után 11–12% -ra csökken. A lúgos textúrájú felületek tipikus morfológiáját az 5. ábra mutatja. 100) arcok. Ennek eredményeként véletlenszerű piramisszerkezetek alakulnak ki, amelyek 54,7 ° -os szöget képeznek az ostya felületéhez képest.
5. ábra: Alkáli szerkezetű monokristályos ostya tipikus felületi morfológiája.
A lúgos textúrázási folyamat jellemző paramétereit az 1. táblázat mutatja. Meg kell jegyezni, hogy a különféle paraméterek értékei tájékoztató jellegűek, és nem tekinthetők abszolútnak, mivel számos adalékanyag-gyártó van a piacon. Az izopropil-alkoholt (IPA) kezdetben adalékként használták a textúrázó oldatban, amely nem vesz részt a maratási reakcióban, de nedvesítőszerként javítja a textúrázási folyamat homogenitását azáltal, hogy megakadályozza a reakció során keletkező H2buborékok tapadását. a szilíciumfelület [12]. 2010-re azonban az IPA-t fokozatosan pótolták alternatív adalékokkal az olyan hátrányok miatt, mint az instabil koncentráció, mivel a fürdő hőmérséklete közel esik az IPA forráspontjához (82,4 ° C), a magas költségekhez, a magas fogyasztáshoz, az egészségre és a robbanékonysághoz [12]. Sok csoport publikált fejlesztési munkát az IPA alternatív adalékokkal való helyettesítésére az IPA hátrányainak leküzdése, a folyamatablak növelése és a felületi reflexió csökkentése érdekében [12,13,14,15,16]. Az adalékok a feldolgozási időt is csökkentik&10 percre, és a fürdési élettartamot> 100 menetre növelik.
Folyamat
KOH / IPA
KOH / adalék
KOH (%) | 3 | & 3 |
IPA (%) | 6 | — |
Adalékanyag (%) | — | & 2 |
Folyamat hőmérséklete [° C] | & gt; 80 | 70–100 |
Piramis mérete [μm] | 5–12 | 2–7 |
Folyamatidő [perc] | 30–40 | 5–10 |
Szerves tartalom [tömeg%] | 4–10 | & 1,0; |
Forráspont [° C] | 83 | & gt; 100 |
A fürdő élettartama | & 15; | & gt; 100 |
1. táblázat: A monokristályos ostyák IPA-alapú és adalékanyag-alapú lúgos textúrájának folyamatparaméterei.
Az egykristályos ostyák texturálási folyamatát általában „tételben” hajtják végre, ami azt jelenti, hogy az ostyákat résekkel ellátott hordozóba töltik az ostyák megtartására (100 rések a hordozóban), majd az adagot egymás után fürdőkben dolgozzák fel. textúrázás, tisztítás, kezelési lépések a szerves maradványok és a fémszennyeződések eltávolítására és a feldolgozott ostyák szárítása. A hordozók tipikusan PVDF-kel vannak bevonva, amely nagyon jól ellenáll a különféle vegyi anyagoknak, kopásnak és mechanikai kopásnak. A monokristályos ostyák kezelésének tipikus hordozóját a 6. ábra mutatja. A szakaszos textúrázó eszköz minden lépéshez külön fürdővel rendelkezik, a kádban használt vegyszerek adagolótartályaival. Az eszköz sok hordozót egyidejűleg dolgoz fel, és négy hordozó egyidejű feldolgozásával elérheti a> 6000 ostya / h áteresztőképességet.
6. ábra. Ostyák berakása a kötegelt eszközbe. Forrás: RCT solutions GmbH.
4.2 Többkristályos szilícium ostyák texturálása
A többkristályos ostyák költségelőnyt kínálnak a monokristályos ostyákhoz képest, ezért szélesebb körben alkalmazzák őket. A monokristályos ostyák textúrázására használt lúgos kémia azonban nem működik jól a többkristályos ostyáknál, a különböző szemcsés orientációk jelenléte miatt. A HF és HNO3 alapú alternatív savas kémia kifejlesztésre került a fűrész károsodásának eltávolítására és a többkristályos ostyák egyidejű textúrájára [17,18]. A savas oldat alapú textúrázás szobahőmérséklet alatti hőmérsékleten működik, és ezáltal csökken a reakciógáz-kibocsátás, kevés a hőtermelés, a maratási oldat nagyobb stabilitása és a maratási sebesség jobb szabályozása [18]. A többkristályos ostyák lúgos textúrájának és savas textúrázásának összehasonlítását a 7. ábra mutatja.
7. ábra: Alkáli és savas textúrázás összehasonlítása többkristályos ostyákhoz. A SiNx: H lerakódása utáni reflexiós görbéket is bemutatjuk összehasonlítás céljából [17].
A sokkristályos ostya savas textúrázási folyamata lényegesen rövidebb idő alatt végezhető el, mint a lúgos textúrázási eljárás, és így megvalósítható „inline” konfigurációban, ahol az ostyákat a marató fürdőbe merített görgőkön vezetik át. A beágyazott folyamat reprezentatív képe a tipikus savas textúrázási eljárással együtt a 8. ábrán látható. Öt sávos konfiguráció esetén a soros eszköz átviteli sebessége legfeljebb 4000 ostya / h lehet. Fontos megjegyezni, hogy a maratási oldat lefelé néző ostya felülete jobban texturált, mint a felső oldala, és ez a „napos oldal” a további feldolgozáshoz. A savas textúrázási eljárás porózus szilícium képződéséhez vezet a texturált felületen, amely elnyeli a fényt, és növeli a felületi rekombinációt is [18]. Ezért a porózus szilíciumot híg lúgos oldattal távolítjuk el. Ezt követően savas tisztítást (HF + HCl) hajtanak végre, hogy eltávolítsák az ostyák felszínéről az oxidokat és a fémszennyeződéseket.
8. ábra. (A) Reprezentatív inline folyamat öt sávval és (b) savas textúrázási folyamat áramlása sokkristályos ostyák esetében.
Fontos megjegyezni, hogy a fent tárgyalt savas textúrázási eljárás alkalmas a híg huzallal fűrészelt (SWS) többkristályos ostyákra. Az elmúlt években a gyémánthuzalos fűrészelési (DWS) folyamat felváltotta a hígtrágya-alapú vágást a folyamat és a gazdasági előnyök miatt [19]. Az SWS többkristályos ostyák fűrészkárosodása nagyobb, mint a DWS ostyáké, amelyek mély egyenes barázdákkal és sokkal simább felülettel rendelkeznek, mint a hígszálas fűrészelt ostyák [19]. Az SWS-ostyák fűrészkárai fontos szerepet játszanak a textúrázási folyamat megindításában, ami a DWS-ostyáknál nem fordul elő.
Különböző módszereket javasoltak a DWS többkristályos ostyák textúrázására, és ezeket a 2. táblázat foglalja össze [20]. A különféle módszerek hangolásával közel 0% -os reflexió érhető el, ezért a DWS többkristályos ostyák textúrázási folyamatában a „fekete szilícium” kifejezést használták. A RIE volt az első módszer a fekete szilícium előállítására, és kén-hexaflouridot (SF6) használ a Si és gázok, például a Cl2 és O2 reakciójához a reakció passziválásához és korlátozásához [20]. A közelmúltban a RIE-alapú textúrázási eljárással 21,3% -os átlagos hatékonyságú kereskedelmi multi PERC napelemeket mutattak be [21]. Mivel azonban a RIE vákuum alapú folyamat, az átbocsátási teljesítmény alacsony, mint egy tipikus inline eljárás, és további előfeldolgozásra és utófeldolgozásra van szükség a fűrész sérülésének és az ionbombázás miatti károsodásának eltávolításához. A RIE módszer olyan változatát, amely nem igényel vákuumot vagy plazmát, kereskedelmi eszközben valósítottak meg [22].
Módszer
Reagensek
Maszk
Katalizátor
Minimális visszaverődés (%)
Reaktív ionmaratás (RIE) | SF6/O2, SF6/ Cl2/O2, SF6/O2/ CH4 | Egyik sem | Egyik sem | 4.0 |
Plazmaimerziós beültetés (PIII) | SF6/O2 | Egyik sem | Egyik sem | 1.8 |
Lézeres besugárzás | CCl4, C2Cl3F3, SF6Cl2, N2, levegő | Egyik sem | Egyik sem | 2.5 |
Plazma maratás | SF6 | Ag nano részecskék | Egyik sem | 4.2 |
Fém asszisztált vegyi maratás (MACE) | AgNO3/ HF / HNO3 | Egyik sem | Ag, Au | 0.3 |
Elektrokémiai maratás | HF, EtOH, H2O | Egyik sem | Egyik sem | & 5,0 |
2. táblázat. Különböző módszerek gyémánt drótból fűrészelt, többkristályos ostyák textúrázására [20]
A DWS többkristályos ostyák texturálásának egyik megközelítése a meglévő savas textúrázáson alapuló kémia frissítése adalékokkal [23,24,25]. Egy ilyen megközelítésnek alacsonyabb a CoO-ja a MACE alapú megközelítéshez képest [23]. Egy ilyen adalék-alapú megközelítés tükröződése bebizonyosodott, hogy hasonló az Al-BSF-alapú struktúra esetében a hagyományos izotexturáló oldathoz, amelynek napelem-hatásfoka 18,7% [24].
A MACE alapú textúrázás hasonló a hagyományos savas maratáshoz, katalitikus fém lerakódás további lépésével. A folyamat áramlása SDR-ből, katalizátor-fém leválasztásból, kémiai maratásból és utókezelésből áll. 19,2% -os hatékonyságot értek el a kereskedelmi forgalomban lévő multi-Al-BSF sejtek esetében kötegelt típusú MACE textúrázási eljárással [26]. Bemutatták az inline típusú MACE alapú kereskedelmi eszközt, amely lehetővé teszi a reflexió 12–23% közötti hangolását, és az Al-BSF, illetve a PERC szerkezet átlagos hatékonyságának elérését 18,8, illetve 20,2% [27]. A texturált felület MACE-folyamaton alapuló képeit a 9. ábra mutatja. Az inline MACE-folyamat tulajdonlási költsége (CoO) potenciálisan alacsonyabb, mint a kötegelt MACE-eljárás, azzal a lehetőséggel, hogy tovább csökkentse az Ag újrafeldolgozásával a texturáló fürdőből [27].
9. ábra. MACE texturált DWS multi ostya, (a) felület Ravg=12% -kal és (b) felület Ravg=22% -kal [27].
4.3 Nedves kémia alapú élek izolálása
A napelemben lévő emitterrégiót magas hőmérsékletű diffúziós folyamat állítja elő (az elõzõ szakaszokban tárgyaljuk). A diffúziós folyamat során foszfor-szilikát üveget (PSG) raknak le az ostyára, amelyet el kell távolítani az ARC réteg lerakódása előtt. Amint a 10. ábrán látható, a diffúziós lépés után az n típusú régió az ostya szélén és hátulján is jelen van. Az éleken és a hátsó oldalon található n típusú réteg rövidzárlatot hoz létre az emitter és az alap hordozó között, ezért fontos ezeket a régiókat maratni és az FS-en levő emittert elkülöníteni az alap hordozótól, amint az a 10. (c) ábrán látható.
10. ábra: Szilícium ostya feldolgozása diffúzió és élszigetelés után
Az élszigetelés folyamata az előző szakaszban tárgyalt textúrázási folyamathoz hasonlóan inline módon hajtható végre. Kivétel ebben az esetben az, hogy a vegyi anyagnak csak a hátoldalát és az éleit kell marasztania anélkül, hogy kölcsönhatásba lépne az FS-szel. Az élszigetelési folyamat reprezentatív képét a 11. ábra mutatja. Fontos megjegyezni, hogy a hengerek csak az alsó oldalon vannak, hogy elkerüljék a maratási megoldás bármilyen érintkezését az elülső oldallal. Az RS maratás után következő lépések hasonlóak az inline textúrázó gép lépéseihez.
11. ábra: A napelem reprezentatív képe inline élszigetelő fürdőben
5. Hőfolyamatok a napelemek gyártásához
A magas hőmérsékletű folyamatok a napelemek gyártásának létfontosságú részét képezik. Ilyen folyamatokra példa a pn csomópont kialakítása diffúzióval, szitanyomtatott érintkezők kilövése, a felszíni passzivációs rétegek aktiválása vagy a folyamat indukált hibáinak lágyítása. A szakasz áttekintést ad az emitter diffúziós folyamatának és a plazma fokozott kémiai gőzlerakódásnak (PECVD).
5.1. Emitter diffúziója
Az emitter diffúziója az ipari napelemek gyártásának egyik kulcsfontosságú termikus lépése. A kristályos p-típusú szilícium napelemek n-típusú kibocsátója foszfor (P) diffúzióval jön létre. A diffúziós folyamat során az Si ostyákat kemencébe juttatják, és 800–900 ° C-on foszforil-kloridnak (POCl3) és O2-nak teszik ki, ami PSG-lerakódást eredményez a Si ostya felületeken. Ezt a lépést előzetes lerakódásnak nevezik, ahol a PSG [28] foszfor (P) adalékanyagok forrásaként működik, hogy diffundáljon a Si ostyába. A következő lépés a behajtás, ahol az adalékgáz-ellátás megszakad, és a PSG-réteg P-je tovább diffundál a Si-ostyába. Hannes etal. [29] a fotovoltaikus alkalmazások optimális megvalósíthatóságát szemlélteti, három különböző hatást kell figyelembe venni. Először is, a P diffúziója a PSG-ből és annak jelenléte elektromosan aktív és inaktív állapotokban a Si-ostyában, ami fokozza a Shockley-Read-Hall (SRH) rekombinációt. Másodszor, a szennyeződések bejutása a Si rétegbe a PSG réteg felé. Végül a P-adalékolt Si-emitterrel való fémkontaktus képezi az előállított energiát.
A diffúziós folyamat számszerűsítése a lemez ellenállásával történik, amely a pn elágazás mélységétől és a P koncentrációs profiltól függ. A lapellenállás egységei Ω / cm (általában Ω / □ -ként mérve), és négypontos szondarendszerrel mérik. A lapellenállás meghatározását az Eq. (1)
ahol R=egy téglalap alakú szakasz ellenállása (Ω); ρ=ellenállás (Ω cm); l=a téglalap alakú szakasz hossza (cm); A=a téglalap alakú szakasz területe (cm2); W=a téglalap alakú szakasz szélessége (cm) D=a téglalap alakú szakasz mélysége (cm) ésρsheet=az adott mélység (D) ellenállása, ha l=W (Ω / □).
Az emitterlemez ellenállásának korábbi értékei 30–60Ω / □ voltak, pn elágazási mélység> 400nm és magas P felületi koncentráció mellett. Az elülső oldali ezüst (Ag) érintkező paszta javulásával az emitterlemez ellenállása a 90–110Ω / □ tartományban van, a csatlakozási mélység körülbelül 300 nm és alacsonyabb a P felületi koncentrációja. A nagyobb lapellenállásra való áttérés lehetővé teszi több fény befogását az UV és a kék spektrumban, ugyanakkor csökkenti a felületi rekombinációt a Voc javítása érdekében. Meg kell jegyezni, hogy a diffúziós folyamat az FS-en (közvetlenül a gázoknak kitéve), valamint a széleken és az RS-n történik. Ha az élszigetelési eljárást nem hajtják végre (amint azt a 4.3. Szakasz tárgyalja), akkor az emitter rövidre záródik az aljzattal.
A 12. ábra a POCl3diffúziós folyamatot mutatja zárt kvarccsöves rendszerben. A POCl3 folyékony forrás, amelyet a folyamatcsőhöz juttatunk, azzal, hogy N2 hordozógázzal buborékoltatjuk. Keveréssel
12. ábra. (A) A kötegelt típusú diffúziós folyamat vázlatos ábrázolása és (b) Egy szakaszos típusú diffúziós berendezés reprezentatív képe. Forrás: centrotherm GmbH.
A Si felületén
Az előzetes lerakás során melléktermékként használt klór tisztítja az ostyákat és a kvarccsöveket azzal, hogy komplexeket képez fémekkel. A PSG-t forrásként használják a P-atomokban a Si-felületre való vezetéshez. A behajtási folyamat során a POCl3 kikapcsol, és csak O2 van hozzáadva egy vékony oxidréteg felépítéséhez a PSG alatt, hogy fokozza a P atomok diffúzióját Si felületre.
A diffúziós cső belsejében öt fűtési zóna van, amint az a 13. ábrán látható. A zónák a következők:
Betöltési zóna (LZ) - az a terület, ahonnan az ostyákat a csőbe töltik.
Közepes rakodási zóna (CLZ) - a rakodási zóna és a középső zóna közötti terület.
Középső zóna (CZ) - a cső középső területe.
Középső gázzóna (CGZ) - a középső és a gázzóna közötti terület.
Gázzóna (GZ) - az a terület, ahonnan a gázok a kipufogógázon keresztül kilépnek.
13. ábra: Melegítési zónák a diffúziós csőben.
Az egyes fűtési zónák hőmérsékletét általában úgy állítják be, hogy a csónakban lévő összes ostya esetében egyenlő kibocsátó lap ellenállást érjenek el.
A diffúzió folyamata nagyon tiszta legyen, ezért kvarc anyagot használnak a csövekhez. A csövek tisztasága és a rakodási terület karbantartása szintén befolyásolja a folyamat eredményeit. Mivel a gázfázisú diffúzióban nincs maradék a csőben, ez tisztább folyamatot eredményez. Félmagasságú terheléssel alacsony nyomású (LP) körülmények között [31] az áteresztőképesség növelhető. Általában 1000 ostyát töltenek be egyetlen csőbe, és öt diffúziós csővel kötegelt típusú diffúziós rendszerben akár 3800 ostya / h áteresztőképesség is elérhető a napelem gyártása során.
Az inline diffúziós rendszert, ahol az ostyákat övön szállítják, foszforsavval, mint P-adalékanyagok forrásával, szintén alkalmazták a kereskedelmi célú gyártásban [32]. Az inline folyamathoz képest azonban a kötegelt eljárás tisztább, eredményesebb és eredményesebb. Az n-típusú napelemek vagy a fejlett napelemek-koncepciók, mint a PERT esetében a p-típusú szakaszos diffúzió bór (B) adalékanyag-forrásokon, például bór-tribromidon (BBr3) alapszik [33,34].
5.2 Reflexiógátló bevonat (ARC) lerakódás
A csupasz Si felület a fény beesésének 30% -át &; Amint azt a 4. szakasz tárgyalja, a textúrázási folyamat javítja a fény rögzítését. Kívánatos a visszaverődés további csökkentése, amelyet egy ARC réteg lerakásával érünk el. A TiOx volt az egyik legkorábbi anyag, amelyet ARC rétegként alkalmaztak a napelemek számára, azonban mivel nem tudta biztosítani a megfelelő felületi passziválást, végül SiNx: H helyettesítette [37]. Termikusan termesztett szilícium-oxidot (SiO2) is használtak passziváló anyagként a rekordot döntött passzivált emitter hátsó, helyileg diffundált (PERL) sejtekben. A magas hőköltségvetés és a hosszú folyamatidő miatt a SiO2-alapú passziválás alkalmatlanná vált a napelemek tömegtermelésére [37]. A napelemes alkalmazásokhoz használt különféle ARC és passziváló anyagok átfogó áttekintését a [37] tárgyalja.
A plazmával fokozott kémiai gőzfázisú leválasztási (PECVD) eljárás alkalmas egy ARC SiNx: H réteg lerakására, amely nem csak csökkenti a visszaverődést, hanem passziválja is az elülső oldali n-típusú sugárzót és a tömegét, ezáltal javítva a napelem hatékonyságát [36, 37]. A szakaszos típusú PECVD rendszer vázlata a 14. ábrán látható. Az ostyákat grafit csónakba töltjük, az elülső oldalak egymással szemben. A 400–450 ° C hőmérsékleten működő ammónia (NH3) és szilán (SiH4) folyamatgázokon alapuló RF plazma a hidrogénezett SiNx: H réteget rakja le ekvivalensként. (4) [35]. Az SiNx: H filmbe beépített hidrogén diffundál a tömegbe az égetési lépés során (a következő szakaszban tárgyaljuk), és passziválja a lógó kötéseket a napelem teljesítményének javítása érdekében [36,37].
14. ábra. (A) A SiNx kötegelt típusú PECVD-folyamatának sematikus diagramja: H-lerakódás és (b) grafit-csónak Si-ostyák PECVD-kemencébe történő betöltéséhez.
A SiNx: H film törésmutatóját (RI) a SiH4 / NH3gáz aránya szabályozza, míg a vastagsága a lerakódás időtartamától függ. A SiNx: H alapú ARC minimalizálhatja a reflexiót egyetlen hullámhosszon, és a hullámhossz-vastagságot [38] adja meg,
wheret=a SiNx: H ARC réteg vastagsága, λ0=a bejövő fény hullámhossza és n1=a SiNx: H réteg törésmutatója.
A kapcsolat alapján az ARC-t „negyed hullámhosszú ARC-nek” is nevezik. A napelemek esetében az RI és a vastagságot úgy választják meg, hogy minimalizálják a visszaverődést 600 nm hullámhosszon, mivel ez a napspektrum csúcsa. Az ARC vastagságát és RI értékét úgy választjuk meg, hogy az mindkét oldalon lévő anyagok geometriai középértéke legyen, azaz üveg / levegő és Si A SiNx: H ARC tipikus vastagsága 80–85 nm, RI értéke 2,0–2,1, így a napelem kék vagy ibolyakék színű. A SiNx: H-n lerakódott texturált sokkristályos napelemek reprezentatív képét a 15. (a) ábra mutatja, míg a SiNx: H szín vastagsága szerinti variációját a 15. (b) ábra mutatja. Fontos megjegyezni, hogy az adott lerakódási paraméterek függenek a felület textúrájától és az ARC színétől. Különféle napelem modulok léteznek, ahol a napelemek színe sötétebb, ellentétben a tipikus kék színnel. Egy tipikus ARC lerakódási szakasz a napelem gyártósorában két PECVD rendszerből áll, mindegyik négy csővel és legfeljebb 3500 ostya / h átfolyással.
15. ábra (a) A SiNx: H bevonatú sokkristályos napelem reprezentatív képe, (b) a SiNx: H réteg variációja vastagsága alapján.
SiNx: H nem alkalmas a p-típusú Si passziválására, ezért az olyan dielektrikumokat, mint az Al2O3, RS passziválásra használják a sejtek architektúrájához, például a PERC cellákhoz [8], vagy az n típusú napelemek p-típusú sugárzóihoz. A PERC napelemek esetében az Al2O3 passziváló réteget SiNx: H fedi le, hogy megvédje az Al-pasztától az égetési folyamat során, és belső reflektorként is szolgál a hosszú hullámhosszú fénynél. Kereskedelmi PECVD és atomréteg-lerakódás (ALD) alapú rendszerek állnak rendelkezésre az Al2O3 lerakására legfeljebb 4800 ostya / h átfolyással [39].
6. Metalizáció és napelem jellemzés
6.1 Szitanyomás-alapú fémezés
A napelem gyártásának utolsó feldolgozási lépése az FS és RS metallizálás, hogy a teljesítményt minimális ellenállási veszteséggel lehívja. Az Ag jó kontakt anyag az n-típusú emitter számára, míg Al nagyon jó kapcsolatot létesít a p-típusú szubsztráttal. Az Ag / Al paszta kombinációjával nyomtatják az RS-re a párnákat, hogy megkönnyítsék a napelemek összekapcsolását egy modulban. A szitanyomás egyszerű, gyors és folyamatosan fejlődő folyamat a napelemek fémezésére.
A szitanyomási folyamat vázlatos ábrázolása a 16. ábrán látható. A sziták emulzióval bevont rozsdamentes acél hálóval rendelkeznek, a nyílásokkal a kívánt fémesedési minta szerint, amint azt a 17. (a) ábra szemlélteti. A fém paszta eloszlik a képernyőn az áradás és a gumibetét mozgása révén, amely a pasztát a szitaminta alapján a napelemre rakja le. A lepattintás a képernyő és a napelem távolsága. A gumibetét nyomása és a letörési távolság a kritikus paraméterek, amelyek meghatározzák a paszta lefektetését és az Ag FS ujjak geometriáját.
16. ábra: A szitanyomás folyamatának bemutatása a napelemek fémezéséhez.
17. ábra. (A) Hálóemulziós szita ujjnyílással az FS Ag nyomtatáshoz [40] és (b) reprezentatív FS-fémesedési minta.
Az Ag / Al RS párnákra tipikus paszta, az RS Al és az FS Ag 35–45 mg, 1,1–1,4 g és 100–120 mg, egy 6 hüvelykes Al-BSF többkristályos napelem esetében. Az Ag FS metallizációs mintázatát szemlélteti a 17. (b) ábra. Az Ag ujjnyílás 30 μm alá csökkent, míg az 5 buszsín alkalmazása egyre inkább elfogadott. Ilyen szűrőparaméter és jó pasztafektetés mellett az állandó FF> 80% -ot kell elérni az Al-BSF napelemek esetében, az optikai árnyékolás vesztesége 6%.
6.2 A fémező paszták szárítása és gyors égetése
A fémező paszták fémporból, oldószerekből és szerves kötőanyagokból állnak. Az FS Ag paszta esetében a paszta üvegfrittet is tartalmaz, miközben a SiNx: H réteget marja, és kapcsolatba lép az n típusú kibocsátóval [41]. A fém pasztákat nyomtatás után megszárítják, végül egy gyors égetésű kemencén át szinterelésre küldik, és így képezik az RS Al-BSF és FS Ag érintkezőket. Az ilyen gyorsan égő kemence hőmérséklet-profiljával a 18. ábra mutat be. Az FS Ag ujj-szinterelési folyamatot a 19. ábra szemlélteti. Amikor a napelem áthalad a gyorsan égő kemencén, a szerves kötőanyagok megégnek, majd megolvadnak. üvegfrit és végül az n-típusú kibocsátóval érintkező Ag-kristályok képződése. Az égési profilt a fémező paszták és az emitter diffúziós profilja alapján kell hangolni. Például az égő csúcshőmérséklet alacsony lehet, hogy ne képezzen jó ohmos kapcsolatot az FS-en, míg a túl magas hőmérséklet az Ag diffúziójához vezethet a kereszteződésen és a pn kereszteződés tolatásán keresztül. A teljes többkristályos Al-BSF napelem képe a 20. ábrán látható.
18. ábra. (A) Példa égetőkemencére a fém érintkezők szintereléséhez és (b) az égetőkemence szemléltető hőmérsékleti profilja. Forrás: centrotherm GmbH.
19. ábra: Az égetési folyamat bemutatása. (a) A szerves kötőanyagok kiégése, (b) a SiNx: H marató üvegfritt megolvadása és (c) az emitter határfelületén lévő Ag kristályos képződés.
20. ábra: a) egy teljes napelem FS-je és (b) egy teljes napelem RS-je.
6.3 Bevonat-alapú elülső fémezés
A napelemek feldolgozásának különböző tényezőinek költsége az évek során csökkent, miközben a front Ag hozzájárulása továbbra is a legjelentősebb [42]. Jelentős mennyiségű munkát végeztek az Ag helyettesítésével egy alternatív fémmel, például rézzel (Cu), amelynek vezetőképességi értéke nagyon közel áll az Ag értékéhez, és potenciálisan jelentős költségelőnyt is kínál [43,44]. A Cu nagy diffúzióval és oldhatósággal rendelkezik Si-ben, ezért a Cu-lemezelés előtt a Si-re egy gátló réteg, mint nikkel (Ni) rakódik le [42]. A hagyományos galvanizálásból származó fény-indukált galvanizálás (LIP) a fény fotovoltaikus hatását használja fel a kívánt fém lemezelésére, és számos előnnyel rendelkezik a hagyományos galvanizáláshoz képest [43,44].
A Ni-Cu-alapú elülső fémezés további előlapi ARC mintázási lépést igényel, ellentétben az Ag paszta-alapú fémezéssel, és a legtöbb esetben további Ni-szinterelési lépést is igényel az érintkezési ellenállás csökkentése és a fémköteg jó tapadása érdekében [42 ]. A Ni-Cu-Ag bevonatú veremen alapuló kereskedelmi forgalomban lévő DWS vágott mc-Si napelemeket 22 μm ujjszélességgel, közel 0,5-es képaránnyal és hasonló hatékonysággal igazolták, mint a referencia szitanyomásos Ag-alapú napelemekét [45 ].
Az Ag FS paszták folyamatos fejlesztése, valamint a szitanyomás egyszerűsége, megbízhatósága és nagy teljesítménye megnehezítette a Ni-Cu alapú fémezés versenyképességét az Ag alapú FS fémezéssel. Azonban a nagy napelem-hatékonysági koncepciók, például a kétfázisú heterojunction napelemek, ahol a Cu közvetlenül az átlátszóan vezető oxidra helyezhető, a bevonási folyamat leegyszerűsödik és csak egyetlen eszközt igényel. Hasonlóképpen, a nagy hatékonyságú koncepciók, amelyek csökkentett fémmennyiséget igényelnek, ugyanazt elérhetik galvanizáláson alapuló fémezéssel [42, 46].
6.4 A napelemek IV vizsgálata és jellemzése
Az utolsó lépés a teljes napelemek IV tesztelése a standard vizsgálati körülmények (STC) szerint, azaz AM 1,5G, 1000 W / m2, AAA osztályú napszimulátorral. A napelemek FS-szondázására a 21. ábra mutat be példát. Az IV-tesztelőből kapott tipikus paramétereket a 3. táblázatban mutatjuk be. Az IV-tesztelők sok jellemzési paraméterrel rendelkeznek, amelyek hasznosak lehetnek a napelem-hibák diagnosztizálásához. A napelem cellájának reprezentatív elektrolumineszcenciáját (EL) és termikus IR képét néhány hibával a 22. (a) - (c) ábrák mutatják. Egy egyenletes intenzitású jó napelem EL képe a 22. (a) ábrán látható, míg egy olyan napelem esetében, amelyben az FS ujjai nincsenek egyenletesen kinyomtatva, sötétebb kontraszt látható a 22. (b) ábrán. 22. ábra (c ) egy lokális söntű napelem termikus IR képét mutatja, amely az egyik feldolgozási lépés során kialakult. Végül a napelemeket a kiválasztott osztályozás alapján különböző hatékonysági tartályokba rendezik.
21. ábra. IV mérés FS szondázás a napelemek jellemzéséhez.
Paraméter
Hozzászólások
Voc(V) | A jó mc-Si Al-BSF napelemek értéke> 0,635V |
Isc(A) | A jó mc-Si Al-BSF napelemek értéke> 9,0 A |
FF (%) | A jó mc-Si Al-BSF napelemek értéke> 80% |
Hatékonyság (%) | A jó mc-Si Al-BSF napelemek értéke> 18,6% |
Vmpp(V) | Megfelelő feszültség a maximális teljesítményponton |
Impp(A) | Megfelelő áram a maximális teljesítményponton |
Rs(Ω) | A jó mc-Si Al-BSF napelemek&értéke 1,5 mΩ |
RSH(Ω) | A jó mc-Si Al-BSF napelemek értéke> 100Ω |
Ifordulat(A) | A –12V feszültségű fordított áramnak jó napelemek esetén &; 0,5 A-nak kell lennie |
FS BB-BB ellenállás (Ω) | Az FS BB-k között mért ellenállás |
RS BB-BB ellenállás (Ω) | Az RS-n lévő BB-k között mért ellenállás |
3. táblázat: IV-méréssel kapott napelem jellemzésének paraméterei.
22. ábra: a) jó napelem EL képe, (b) napelem cellájának EL képe, amely nem egyenletes az Ag ujjlenyomatban, és (c) egy napelem termikus IR képe jelzi a lokalizált söntök jelenlétét.
7. Jövőbeli trendek
A monokristályos ostyák standardjává a DWS vált, míg várhatóan piaci részesedése> 2022-ig 80% a többkristályos ostyák esetében [2]. A többkristályos ostyák SWS-je várhatóan addigra megszűnik. A DWS alkalmazásával a kerf veszteség 2022-re szintén &; Az elülső érintkezők 3BB tervezése várhatóan 2020-ig megszűnik, 50% -os részesedéssel az 5BB tervezéshez. Az Ag paszták és képernyők folyamatos javításával az előrejelzések szerint az FS ujjszélessége 2022-re 30 μm-re csökken. A nedves vegyi feldolgozó eszközök 2018-ban 8000 ostya / h áthaladtak és 2020-ig 9 000 ostya / h-t érintenek. 2018-ban elérte az 5000 ostya / h sebességet, és 2020-ra várhatóan meghaladja a 7000 ostyát / órát. A metallizálási és IV tesztelési / válogatási szakasz várhatóan 2022-ig> 7000 ostya / h lesz.
Az Al-BSF alapú cellatechnológia, amelynek piaci részesedése> 2018-ban 60% várhatóan 2025-re< 20%="" -ra="" csökken.="" ha="" nagyobb="" hangsúlyt="" fektetünk="" a="" nagy="" hatékonyságú="" napelemek="" koncepcióira,="" a="" perc="" részesedése="" a="" technológia="" várhatóan="" 2022-ig=""> 50% lesz. A Mono PERC termelési hatékonysága 2022-re várhatóan> 22% lesz, míg a multi PERC esetében 21% -ot kell elérnie. A multi-PERC-hez kapcsolódó fontos szempont a LeTID-alapú probléma mérséklése a hatékonyságvesztés minimalizálása érdekében a modulok terepi telepítése után. Si HJ-cellák&bruttó hatékonysággal; 22% 2018-ban, miután várhatóan 2020-ra eléri a 23% -os stabil hatékonyságot, 2022-re pedig körülbelül 10% -os piaci részesedéssel. Nagy hatékonyságú bifaciális cellák, további előnnyel járnak a napelem megérintésével. a hátsó oldal sugárzásának piaci részesedése 2022-re várhatóan 20% lesz. Az N típusú hátérintkező napelemek várhatóan 2020-ra meghaladják a 24% -os hatékonyságot.
8. Következtetések
A Si napelemek az érett gyártási technológiákkal az elmúlt évtizedekben a megújuló energiák fontos részévé váltak. A P típusú többkristályos ostyák a napelemek gyártásának fő támaszává váltak. Nagyobb hatékonysággal és csökkenő előállítási költségekkel azonban a monokristályos napelemek is jelentős részesedésre tettek szert, és várhatóan a közeljövőben szorosan versenyezni fognak a többkristályos ostyákkal. A standard Al-BSF technológia esetében 19 és 20% lett a referenciaérték a többkristályos és monokristályos napelemek esetében. A mono-PERC és a multi-PERC sejtek stabilizált hatásfoka 21,5, illetve 20%. Ezenkívül a PERC egyszerűbb megközelítést nyújt a bifaciális napelemek számára azáltal, hogy az RS-n rácsminta van a teljes terület érintkezése helyett. A nagy hatékonyságú n-típusú és bifaciális napelemek piaci részesedése&10%, amely a jövőben várhatóan növekedni fog. A gyártási technológiák az elmúlt években jelentősen kiforrottak, és további fejlesztések történtek az átbocsátás növelése érdekében.
Köszönetnyilvánítás
A szerzők köszönetet mondanak az RCT Solutions GmbH munkatársainak, akiktől a fejezet néhány tartalmát átvettük. Mehul C.Raval köszönetet mond Jim Zhou kollégának a fekete szilícium textúrázással kapcsolatos megbeszélésekért.
