Как пассивация кромок пластины солнечной панели открыла новые возможности для возобновляемой энергетики?

Кремниевые пластины с высоким удельным сопротивлением и слабым легированием обладают очевидными преимуществами в плане эффективности. В них меньше мест рекомбинации носителей заряда, что существенно улучшает электрические характеристики солнечной батареи. Однако их практическое применение сдерживалось из-за хрупкости, так как такие пластины более подвержены растрескиванию во время обработки, резки или сборки модулей.

Именно поэтому массовый рынок солнечных панелей до сих пор опирается на стандартные пластины, которые лучше переносят термические и механические нагрузки.

Пассивация краев - эффективное решение для высокоомных солнечных панелей

Производитель солнечных панелей Longi совместно с исследователями университета Сунь Ятсена изучил применение пассивации краев пластины для укрепления высокоомных пластин при сохранении высокой эффективности и коэффициента заполнения.

Оказалось, что без пассивации кромки пластины с высоким сопротивлением действуют как «дренаж» для носителей заряда. Такие пластины работают при более высоких избыточных плотностях носителей в точке максимальной мощности и имеют более пологие градиенты концентрации, что ухудшает сбор носителей и делает их чрезвычайно чувствительными к рекомбинации на краях. Обработка краев нивелирует этот эффект и позволяет раскрыть весь потенциал пластины.

Результат - рекордная эффективность 27,25%

Команда изготовила гибридные солнечные элементы типа HIBC (Hybrid Interdigitated Back-Contact) на основе как высокоомных, так и стандартных пластин и сравнила их характеристики.

Анализ показал, что эффективная пассивация краев улучшила показатели обоих типов элементов, хотя прирост оказался больше именно для высокоомных пластин. Для низкоомных элементов пассивация краев повысила псевдокоэффициент заполнения на 0,48% и эффективность на 0,34%. На высокоомных пластинах результат оказался еще более весомым, достигнув рекордного показателя 27,25%.

Что это означает для рынка?

Технология заднеконтактных элементов (back-contact) уже давно считается перспективным направлением для преодоления предела эффективности массовых солнечных панелей. Главным сдерживающим фактором была сложность производства и низкая технологическая пригодность материалов.

Пассивация кромок при химическом осаждении из паровой фазы вписывается в существующие производственные процессы и не требует кардинальной перестройки линий.

Для покупателей солнечных панелей это означает, что панели с более высокой эффективностью приближаются к серийному производству.