Die Heterojunction-Technologie ist einer der vielversprechendsten Wege zu höheren Wirkungsgraden in der kristallinen Photovoltaik. Zwar werden Heterojunction-Module bereits von einigen wenigen Herstellern produziert, aber es gibt noch viel Potenzial, um ihren Wirkungsgrad zu steigern. Der chinesische Photovoltaik-Hersteller Longi Solar stellte Anfang des Jahres mit 26,3 Prozent einen Rekord für den Wirkungsgrad von Heterojunction-Zellen auf, und das australische Start-up-Unternehmen Sundrive steigerte im September den Wirkungsgrad für eine kommerzielle Größe auf 25,54 Prozent. Der Wirkungsgrad der meisten Heterojunction-Zellen in der Massenproduktion liegt jedoch weiterhin zwischen 23 und 24 Prozent.
Wissenschaftler unter der Leitung des deutschen Forschungszentrums Jülich analysierten die Mechanismen, die zu Leistungseinbußen in einer Heterojunction-Zelle führen, und identifizierten mehrere potenzielle neue Wege zur Verbesserung der Effizienz. Sie waren zudem in der Lage, diese Wege außerhalb des Labors zu demonstrieren, indem sie den Wirkungsgrad einer Heterojunction-Zelle der Größe M2 durch die Verwendung einer Zweischichtstruktur aus amorphem Silizium und den Zusatz von Magnesiumfluorid als Antireflexionsschicht von 23,55 Prozent auf 24,51 Prozent verbesserten. Ihre Arbeit wird in dem Artikel „A route towards high-efficiency silicon heterojunction solar cells“, der in der Fachzeitschrift „Progress in Photovoltaics“ veröffentlicht wurde, ausführlich beschrieben.
Rückseitige Optimierungen
Die Forschergruppe stellte fest, dass die Verluste beim Zellstrom in erster Linie durch Reflexion, Lichteinfang und parasitäre Absorption verursacht werden, während der Transport zwischen den Siliziumschichten und der transparenten Elektrode die Ursache für die Verluste beim Füllfaktor ist. Viele gängige Strategien zur Verringerung der parasitären Absorption stünden im Widerspruch zu den Bemühungen um eine Verringerung des Serienwiderstands, so die Gruppe.
Auf der Suche nach Möglichkeiten zur Vermeidung dieses Widerspruchs konzentrierte sich die die Wissenschaftler auf die Rückseite der Zelle. Sie teilten die amorphe Siliziumschicht in zwei Teile, eine poröse erste Schicht und eine dichte zweite Schicht. Es zeigte sich, dass dies die Widerstandsverluste zwischen den Schichten auf der Rückseite verringert und den Füllfaktor der Zelle verbessert. Zweitens brachten sie eine Magnesiumfluoridschicht zwischen dem transparenten leitfähigen Oxid und dem Rückreflektor auf, wodurch die Absorption verringert und der Strom in der Zelle verbessert wurde.
Bei ihrer Analyse der Verlustmechanismen ermittelte die Gruppe auch mehrere andere mögliche Wege zur Verbesserung, darunter transparentere Fensterschichten mit breiter Bandlücke oder weitere Optimierungen an der transparenten leitfähigen Oxidschicht, die sowohl optische als auch elektrische Effekte berücksichtigen.
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.
1 comment
Mit dem Absenden dieses Formulars stimmen Sie zu, dass das pv magazine Ihre Daten für die Veröffentlichung Ihres Kommentars verwendet.
Ihre persönlichen Daten werden nur zum Zwecke der Spam-Filterung an Dritte weitergegeben oder wenn dies für die technische Wartung der Website notwendig ist. Eine darüber hinausgehende Weitergabe an Dritte findet nicht statt, es sei denn, dies ist aufgrund anwendbarer Datenschutzbestimmungen gerechtfertigt oder ist die pv magazine gesetzlich dazu verpflichtet.
Sie können diese Einwilligung jederzeit mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. In diesem Fall werden Ihre personenbezogenen Daten unverzüglich gelöscht. Andernfalls werden Ihre Daten gelöscht, wenn das pv magazine Ihre Anfrage bearbeitet oder der Zweck der Datenspeicherung erfüllt ist.
Weitere Informationen zum Datenschutz finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.