Quelle: instylesolar
Wie funktionieren IBC-Zellen?
Interdigitalisierte Rückkontaktzellen (IBC) sind möglicherweise eine der kompliziertesten Technologien zur Herstellung von Solarmodulen, bieten jedoch auch Effizienzwerte, die nicht ignoriert werden können, weshalb sie heute als wichtige Alternative angesehen werden.
Herkömmliche Solarzellen erreichen eine Energieumwandlung, indem sie Frontkontakte in der Zelle platzieren. Dies bedeutet, dass Photonen, die die Oberfläche der Zelle erreichen, in diesem Moment absorbiert werden müssen, um Elektronen freizusetzen und Elektrizität zu erzeugen.
Wenn sie nicht absorbiert werden, werden sie übertragen oder reflektiert. Dies kann als Verlust angesehen werden.
IBC-Zellen implementieren eine andere Idee. Anstatt die Kontakte vorne in der Zelle zu platzieren, platzieren sie sie auf der Rückseite.
Dies ermöglicht es ihnen, aufgrund der verringerten Schattierung auf der Vorderseite der Zelle eine höhere Effizienz zu erzielen, während gleichzeitig durch das absorbierte Licht erzeugte Elektron-Loch-Paare auf der Rückseite der Zelle gesammelt werden können.
In der folgenden Abbildung können Sie die Struktur von IBC-Zellen von hinten betrachten.
Die Vorteile von IBC-Zellen im Vergleich zu Al-BSF
Geringere Schattierungsverluste
Erstens und am wichtigsten ist, dass der durch die Frontseitenelektrode (Kontakt) verursachte Abschattungsverlust Null ist, wodurch Gewinne zwischen 5 und 7% im erzeugten Strom erzielt werden können.
Unterer Serienwiderstand
Wie Sie in der Abbildung oben sehen können, nehmen die Kontakte auf der Rückseite einen größeren Bereich ein.
Dies ist mit einem viel geringeren Serienwiderstand verbunden, da der Abstand zwischen den Kontakten im Vergleich zu einer herkömmlichen Solarzelle unbedeutend ist.
Dies ist nur mit Kontaktzellen auf der Rückseite möglich, da für die Lichtabsorption kein größerer Raum auf der Vorderseite offen bleiben muss.
Dies ist ein wirklich interessantes Merkmal, wenn konzentrierte PV (CPV) -Zellen betrachtet werden, bei denen der Effekt des Serienwiderstands von enormer Bedeutung ist.
Unabhängigkeit zwischen optischer und elektrischer Optimierung
Es ist ein großer Vorteil, die optische Optimierung von der elektrischen Optimierung zu entkoppeln.
Bei herkömmlichen Solarzellen muss ein begrenzter Handel zwischen dem Serienwiderstand, den Rekombinationsverlusten, der Lichtabsorption, dem Wirkungsgrad und den hohen Leerlaufspannungen bestehen, da sowohl die elektrische Leitung als auch die Energieumwandlung auf der Vorderseite durchgeführt werden.
In IBC-Zellen sind die beiden Funktionen unabhängig voneinander. Die optische Optimierung wird auf der Vorderseite durchgeführt, während die elektrische Optimierung auf der Rückseite durchgeführt wird.
Warum IBC-Zellen komplizierter sind:
Der Stromfluss der Träger erfolgt zweidimensional, während er bei Standardzellen nur eine Dimension aufweist.
Die Effizienz der IBC-Zelle hängt eng mit der BSF-Lebensdauer und der Rekombination der Vorderseite zusammen und erfordert Siliziumwafer höherer Qualität mit einer längeren Trägerlebensdauer.
Die Ausrichtung von Bereichen vom n-Typ und p-Typ auf derselben Seite des Wafers (Rückseite) ist komplizierter.
Für den Herstellungsprozess sind ausgefeilte Reinigungsverfahren und eine hervorragende Kontaminationskontrolle erforderlich.