Quelle: pv-magazine
Wissenschaftler beiTechnische Universität Delftin den Niederlanden haben einen interdigitalen Rückkontakt (IBC) entwickelt,Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) -Solarzellemit einer Dicke im Submikronbereich von 673 nm.
Die Delfter Forscher sagten, dass herkömmliche FBC-Solarzellen (Front / Back-Contact) optische Verluste aufgrund der parasitären Absorption durch ihre Deckschichten erleiden, was zu einem 10% igen Verlust der Photostromdichte führen kann. Darüber hinaus erklärten die Wissenschaftler: „Bei flexiblen CIGS-Solarzellen verursacht das Metallgitter eine zusätzliche optische Schattierung, wodurch die optische Leistung noch weiter verringert wird.“
Die vom Delfter Team entworfene IBC-Zelle wurde mit einem 11. 9% - effizienten FBC-Gerät des niederländischen Instituts verglichenSolliance Solar ResearchDas Delfter Team konzentriert sich insbesondere auf die Absorberleistung.
Die Delfter Zelle war mit einer zweischichtigen Antireflexbeschichtung auf Basis von Aluminiumoxid (Al2O3) und Magnesiumfluorid (MgF2). „Die optimalen Dicken von Al2O3und MgF2Für diese Arbeit sind 80 und 85 nm “, sagte die Delfter Gruppe. „Der Al2O3Die Schicht an der Vorderseite des Absorbers dient auch als chemische und elektrische Passivierungsschicht. “
Reflektor
Die Forscher platzierten einen Reflektor auf der Rückseite ihres Geräts, um die Wahrscheinlichkeit einer sekundären Absorption von Photonen zu erhöhen.
Ein Gallium-dotiertes Zinkoxid (GZO) wurde als n-dotiertes transparentes leitfähiges Oxid auf der IBC-Zelle verwendet. Diese Verbindung soll eine hohe Dotierungskonzentration, einen niedrigen Absorptionskoeffizienten, eine hohe thermische Stabilität und eine geringe Absorption freier Träger aufweisen.
Mit Simulationen zwischen den beiden Solarzellen, die mit unterschiedlichen geometrischen Parametern und Absorbermaterialeigenschaften durchgeführt wurden, zeigte das Delfter Gerät einen Wirkungsgrad von 17%. „Da die Qualität unseres simulierten Absorbers unter dem Gesichtspunkt der Defektdichte niedriger ist als die des CIGS-Absorbermaterials nach dem Stand der Technik, haben wir den Einfluss der Defektdichte auf die Zellleistung untersucht“, so die Forscher angegeben. „Wir haben festgestellt, dass durch Reduzieren der Bulk-Defektdichte von 5 × 1013cm−3bis 1 × 1013cm−3kann die Effizienz auf 19. 7% verbessert werden. “
Die Forscher sagten das Vorhandensein von negativen festen Ladungen in der Al2O3Die Schicht sorgte für elektrische Passivierung und geringe Rekombination bei kleinen Spaltbreitenwerten. „Wir haben gezeigt, wie eine IBC-Struktur mit optimaler Bandlückenabstufung und hoher Absorberqualität dazu beitragen kann, mit CIGS-Schichten im Submikronbereich hohe Wirkungsgrade zu erzielen“, sagte die Delfter Gruppe.
Vermarktung
Das Akzeptieren der kostspieligen Strukturierungsschritte, die für die Replikation des Geräts erforderlich sind, könnte sich als Hürde für die Kommerzialisierung ihrer Technologie erweisen. Das Delfter Team sagte jedoch, dass ihr Design besonders für Tandem-Solargeräte mit drei und vier Terminals geeignet sein könnte.
Die Delfter Solarzelle ist in beschriebenInterdigitalisierte rückkontaktierte Struktur: Ein anderer Ansatz für hocheffiziente ultradünne Kupfer-Indium-Gallium (di) selenid-Solarzellen, veröffentlicht inFortschritt in der Photovoltaik.
Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) gaben im April bekannt, dass sie dies erreicht haben24.16%Effizienz mit aTandemzelle, die CIGS- und Perowskit-Technologie kombiniert. Dieser Meilenstein hat gedauertTandemgerätEffizienz jenseits der23. 35% Datensatz für eine eigenständige 1 cm² CIGS-Zelledie von Solar Frontier im Januar letzten Jahres festgelegt wurde.
