Il produttore cinese di polisilicio e moduli solari Tongwei afferma di aver ottenuto un fattore di bifaccialità del 91,7% in un modulo solare da 722 W basato sulla tecnologia delle celle solari con contatto passivato con ossido di tunnel (TOPCon).
“Abbiamo raggiunto questo risultato con una cella TOPCon con una bifaccialità del 94,3%”, ha dichiarato a pv magazine il ricercatore di Tongwei, Xiajie Meng . “È stata certificata dall’ente di certificazione tedesco TÜV Rheinland”.
“Abbiamo già avviato la sperimentazione di un prodotto con una bifaccialità superiore al 90%”, ha proseguito. “La produzione in serie di pannelli con una bifaccialità superiore all’85% inizierà quest’anno. Raggiungere il 95% di bifaccialità delle celle e il 90% di bifaccialità dei moduli nella produzione in serie è una grande sfida, ma crediamo che nei prossimi uno o due anni questo sarà possibile”.
I ricercatori dell’azienda hanno spiegato che il risultato è stato reso possibile da due innovazioni nel design della cella: una struttura selettiva a piramide ribassata e un contatto di passivazione a zebra crossing. Per quanto riguarda la prima, ha contribuito a ottimizzare la texture posteriore dell’area non elettrodica del lato posteriore della cella, mentre la seconda è stata in grado di migliorare la passivazione dei contatti di tipo n basati su polisilicio e monossido di silicio (SiO₂).
Si sostiene che questa configurazione delle celle aumenti la raccolta di scarsa luce ambientale e la resa energetica del modulo per W, prolungandone al contempo le ore di funzionamento effettive.
Per le celle, gli scienziati hanno utilizzato wafer di silicio Czochralski (Cz) di tipo n testurizzato da 130 μm di spessore, puliti con acido cloridrico (HCl) e acido fluoridrico (HF). Hanno inoltre utilizzato la deposizione a strato atomico (ALD) per depositare uno strato di ossido di alluminio (Al₂O₂) di 4 nm di spessore su entrambi i lati della cella per la passivazione superficiale. Il lato anteriore è stato passivato con uno strato di nitruro di silicio idrogenato (SiNx:H) di 75-80 nm di spessore , mentre la superficie posteriore è stata trattata con un film di SiNx:H di 85 nm di spessore. Hanno quindi sinterizzato gli elettrodi (Ag) e implementato la placcatura fotoindotta.
La cella solare è stata testata in condizioni di illuminazione standard e si è scoperto che raggiungeva un’efficienza sul lato frontale del 25,67%, una tensione a circuito aperto di 742,15 mV, una densità di corrente di cortocircuito di 41,30 mA/cm2 e un fattore di riempimento dell’83,73%, mentre sul lato posteriore raggiungeva un’efficienza del 24,21% e un fattore di bifaccialità del 94,3%.
“La cella testurizzata selettivamente sul retro presenta una densità di corrente di cortocircuito integrata più elevata, pari a 41,29 mA/cm², rispetto ai 38,03 mA/cm² della struttura posteriore lucida”, hanno spiegato i ricercatori. “Questo miglioramento è attribuito all’effetto di intrappolamento della luce della texture posteriore, che ne migliora l’assorbimento. La regione testurizzata, priva dello strato di polietilene, riduce efficacemente le perdite di assorbimento parassite nel vicino infrarosso.”
Queste celle sono state poi utilizzate per costruire un modulo da 722 W con una potenza di uscita sul lato posteriore di 662,1 W e un fattore di bifaccialità del 91,7%. “Questi risultati non solo evidenziano il potenziale della tecnologia TOPCon in ambienti ad alta riflettanza, ma aprono anche la strada alla progettazione sostenibile di celle e moduli solari TOPCon bifacciali ad alte prestazioni”, hanno concluso gli scienziati.
Il nuovo design di celle e moduli è stato presentato nello studio ” Abilitazione del 95% di bifaccialità delle celle solari TOPCon efficienti mediante la struttura piramidale a selettività posteriore e il contatto di passivazione a strisce incrociate“, pubblicato su Solar Energy Materials and Solar Cells. Il team di ricerca comprendeva ricercatori della Southwest Petroleum University cinese .
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