26,1 Prozent Rekordwirkungsgrad für p-Typ-Silizium-Solarzellen

Das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) und die Leibniz Universität Hannover haben bei einer monokristallinen Solarzelle auf p-Typ-Wafermaterial im Labor einen Wirkungsgrad von 26,1 Prozent erreicht. Dies sei ein Weltrekord für p-Typ-Silizium sowie ein europäischer Rekord für kristallines Silizium, teilte das ISFH am Dienstag mit. Die Messung sei dabei im ISO 17025-akkreditierten Kalibrier- und Testzentrum ISFH-CalTeC durchgeführt worden.

Auf dem Markt erreichen p-Typ-Zellen einen Wirkungsgrad von 21 bis 22 Prozent, allerdings mit der PERC-Zelltechnologie, heißt es auf Nachfrage von pv magazine. Der Rekordwirkungsgrad solcher Zellen liege bei 23,4 Prozent, der Rekord für Laborzellen habe zuletzt 25 Prozent erreicht. „Unsere Zelle liegt nun mit 26,1 Prozent deutlich darüber“, sagt Projektleiter Felix Haase.

Zum Vergleich: Bei n-Typ-Wafern hat eine andere Forschergruppe einen Rekordwirkungsgrad von 26,7 Prozent erreicht. Wirkungsgrade über 25 Prozent seien bei n-Typ-Silizium jedoch nur in Kombination mit Bordiffusionen oder Heterojunctions aus amorphem Silizium erreicht worden. „Unser Ergebnis zeigt, dass weder n-Typ-Silizium noch Bordiffusionen oder amorphes Silizium ein Muss für ultrahohe Wirkungsgrade sind. Es gibt auch andere attraktive Wege zu höchsten Wirkungsgraden mit Silizium zu potenziell niedrigen Kosten!“, sagt Rolf Brendel, Geschäftsführer des ISFH.

Die Rekordzelle verwendet einen passivierenden elektronenselektiven n+-Typ Polysilizium auf Oxid (POLO)-Übergang am Minuskontakt der Zelle und einen löcherselektiven p+-Typ POLO-Übergang am Pluskontakt, heißt es in der Mitteilung vom ISFH. Die hohe Selektivität dieser Übergänge würde die hohen Wirkungsgrade ermöglichen. Dabei würden die zwei verschiedenen Übergänge in einem ineinandergreifenden Muster auf der Rückseite aufgebracht, wodurch die parasitäre Absorption im Poly-Silizium minimiert und eine Abschattung durch vorderseitige Metallisierung vermieden würde.

Das ISFH plant die Prozessschritte durch industrienahe Prozessschritte in den nächsten Jahren zu ersetzen. Ziel sei die Integration der POLO-Übergänge in die aktuelle Mainstream-Technologie. „Dass wir die Photolithographie durch die Laser-Kontaktöffnung ersetzt haben, ist ein erster wichtiger Schritt in Richtung Industrialisierung, da sie eine Metallisierung auf Siebdruckbasis ermöglicht“, sagt Arbeitsgruppenleiter Robby Peibst. Das Bundeswirtschaftsministerium und das Land Niedersachsen unterstützten die Forschung am ISFH finanziell.