Un gruppo di ricerca guidato dall’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (Epfl) svizzero ha provato a semplificare la produzione di celle solari TOPCon combinando in un unico processo le due necessarie fasi ad alta temperatura: la formazione dell’emettitore frontale e la fabbricazione del contatto passivante posteriore.
Il primo processo consiste nel depositare uno strato di vetro borosilicato (BSG) nella cella, mentre il secondo passo diffonde il borosilicato dal BSG nel wafer.
“Abbiamo studiato in modo più approfondito il processo di formazione dell’emettitore di boro frontale, concentrandoci sul processo di co-ricottura”, ha dichiarato il ricercatore Thibault Schaller a pv magazine. “Basandoci sulle conoscenze acquisite dagli esperimenti precedenti, abbiamo introdotto una fase di drive-in in un ambiente ossigenato nel processo di co-ricottura, inizialmente eseguito solo in un ambiente aerato. Con l’introduzione di questa fase di drive-in, siamo riusciti a ridurre le perdite di ricombinazione nell’emettitore e a renderlo più compatibile con i metodi di metallizzazione industriali standard”.
Schaller ha affermato che il contatto passivante posteriore ha mostrato una compatibilità promettente con il processo di co-ricottura ottimizzato. Ha aggiunto che il team mira a dimostrare la validità del concetto dei dispositivi TOPCon co-ricotti che superano il 24% di efficienza in laboratorio, sottolineando che il processo semplificato potrebbe ridurre i tempi di recupero energetico ed essere particolarmente vantaggioso nei paesi con costi elevati per le strutture e le attrezzature.
Il processo ibrido proposto è un processo di “produzione snella” per la co-ricottura, in cui gli strati drogati anteriori e posteriori vengono successivamente depositati mediante deposizione chimica da vapore potenziata al plasma (Pecvd). Quindi, viene eseguita la fase di co-ricottura per formare l’emettitore anteriore e attivare il contatto passivante posteriore.
“Sulla base delle conoscenze acquisite, abbiamo modificato la fase di co-ricottura aggiungendo una fase di penetrazione effettuata in un ambiente O2 al fine di ridurre la concentrazione superficiale e aumentare la profondità dell’emettitore”, hanno affermato i ricercatori.
Una serie di valutazioni e un’analisi di fattibilità hanno dimostrato che il processo di co-ricottura in due fasi proposto contribuisce a ridurre efficacemente la concentrazione superficiale e ad aumentare la profondità degli emettitori diffusi da una sorgente di diffusione in borosilicato depositata al plasma.
Attraverso il singolo processo, gli accademici hanno ottenuto un profilo dell’emettitore con una concentrazione superficiale di 2,2 × 1019 cm-3 e una profondità dell’emettitore di 880 nm, che secondo loro è pienamente compatibile con la metallizzazione industriale standard ottenuta mediante serigrafia e cottura di paste di metallizzazione in argento (Ag) o alluminio (Al).
Tuttavia, l’analisi ha anche mostrato che la qualità della passivazione dopo la co-ricottura non era uniforme.
“Abbiamo dimostrato che questa modifica riduce la concentrazione superficiale e aumenta la profondità dell’emettitore, con conseguente riduzione della ricombinazione superficiale e miglioramento della compatibilità con i processi di metallizzazione industriali standard”, hanno affermato i ricercatori, sottolineando che la nuova tecnica di produzione è principalmente finalizzata a ridurre i costi di produzione delle celle solari TOPCon.
Sebbene il nuovo processo sembri offrire buoni risultati in termini di profilo di concentrazione del boro, qualità della passivazione e resistività di contatto, gli scienziati hanno affermato che è necessaria un’ulteriore ottimizzazione.
Il nuovo processo di produzione è stato presentato nello studio “Sviluppo di emettitori al boro per celle solari TOPCon c-Si basati su una sorgente di diffusione del boro depositata al plasma e un contatto passivante in poli-Si(n)”, pubblicato su Solar Energy Materials and Solar Cells.
I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.
Inviando questo modulo consenti a pv magazine di usare i tuoi dati allo scopo di pubblicare il tuo commento.
I tuoi dati personali saranno comunicati o altrimenti trasmessi a terzi al fine di filtrare gli spam o se ciò è necessario per la manutenzione tecnica del sito. Qualsiasi altro trasferimento a terzi non avrà luogo a meno che non sia giustificato sulla base delle norme di protezione dei dati vigenti o se pv magazine ha l’obbligo legale di effettuarlo.
Hai la possibilità di revocare questo consenso in qualsiasi momento con effetto futuro, nel qual caso i tuoi dati personali saranno cancellati immediatamente. Altrimenti, i tuoi dati saranno cancellati quando pv magazine ha elaborato la tua richiesta o se lo scopo della conservazione dei dati è stato raggiunto.
Ulteriori informazioni sulla privacy dei dati personali sono disponibili nella nostra Politica di protezione dei dati personali.