Nel novembre dello scorso anno, il produttore di moduli cinese Longi aveva annunciato che una cella solare con una tecnologia di eterogiunzione (HJT) non meglio precisata basata su un wafer di silicio a grandezza naturale aveva raggiunto un’efficienza di conversione di potenza da record mondiale del 26,81% a livello di produzione di massa, spiegando che il risultato era stato confermato dall’Istituto tedesco per la ricerca sull’energia solare Hamelin (ISFH).
Questo risultato avrebbe battuto il record raggiunto dal gruppo chimico giapponese Kaneka. Il suo dispositivo in silicio cristallino da 180 cm², dotato di tecnologia di eterogiunzione e contatto posteriore, aveva precedentement raggiunto un’efficienza del 26,63% e tale record aveva resistito per anni.
“Non possiamo rivelare se la cella è di tipo n o di tipo p in questa fase”, aveva detto all’epoca un portavoce di Longi a pv magazine. Ora, tuttavia, un gruppo di ricerca internazionale guidato dal Longi Central R&D Institute ha deciso di presentare la cella solare nell’articolo “Silicon heterojunction solar cells with up to 26.81% efficiency achieved by electrically optimized nanocrystalline-silicon hole contact layers“, pubblicato sulla rivista scientifica nature energy.
Il gruppo ha costruito la cella di dimensioni M6 con un contatto di ossidi conduttivi trasparenti (TCO), uno strato di silicio amorfo idrogenato di tipo p (p-nc-Si:H), uno strato di silicio nanocristallino, uno strato di p-a-Si:H, uno strato di silicio cristallino di tipo n, uno strato i-a-Si:H, contatti passivanti (CSPC) in monossido di silicio idrogenato (SiOx:H), elettrodi in argento (Ag) e un rivestimento antiriflesso a base di fluoruro di magnesio (MgF2 ).
Il dispositivo ha raggiunto un’efficienza di conversione di potenza del 26,81%, una tensione a circuito aperto di 751,4 mV, una corrente di cortocircuito di 41,45 mA cm−2 e un fattore di riempimento dell’86,07%.
“L’implementazione dello strato p-nc-Si:H insieme al TCO porta a una drastica riduzione della resistività di contatto sul lato posteriore, con conseguente aumento dell’efficienza”, hanno spiegato i ricercatori, osservando che questa configurazione della cella ha anche aumentato il vettore di carica trasporto e bassa resistività di contatto. “Le celle dotate di questi miglioramenti elettrici innescano facilmente il comportamento di trasporto del tunneling da banda a banda (BTBT) e inducono una curvatura netta della banda, migliorando l’efficienza di estrazione del foro”.
I ricercatori hanno attribuito il miglioramento dell’efficienza cellulare all’implementazione dello strato p-nc-Si:H insieme al TCO modificato, che secondo loro riduce notevolmente la resistività di contatto cellulare. “La resistenza della cella solare è ridotta dall’originale 0,37 a 0,2 Ω cm2, ottenendo un fattore di riempimento record per una cella solare in silicio a giunzione singola”, hanno affermato.
Il gruppo di ricerca che ha operato sulla cella include scienziati della Delft University of Technology, che ha recentemente sviluppato nuovi contatti passivanti (CSPC) fatti di polisilicio e monossido di silicio (poly-SiOx) e della Sun Yat-sen University in Cina, che ha recentemente costruito una cella solare a base di perovskite su uno strato di trasporto di elettroni di ossido di titanio drogato con azoto (TiOxNy) che ha raggiunto un fattore di riempimento record.
A settembre, Longi aveva dichiarato di aver raggiunto un’efficienza del 26,12% per una cella solare a eterogiunzione di tipo p (HJT) drogata con gallio basata su un wafer M6. L’azienda ha anche raggiunto un’efficienza del 25,47% per la stessa cella solare a marzo.
Inoltre, il produttore cinese ha registrato un’efficienza del 26,5% per una cella solare HJT di tipo n a giugno e una del 25,19% per la sua cella solare TOPCon di tipo p a luglio 2021. Nel giugno 2021, aveva ottenuto un’efficienza del 25,21%. per una cella fotovoltaica TOPCon di tipo n.
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