由德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員制造出一種n+型多晶硅氧化物（POLO）背結(jié)太陽能電池，該電池具有基于氧化鋁（AlOx）和氮化硅（SiNy）的鈍化層堆棧。
“我們的研究首次展示了對未擴(kuò)散結(jié)構(gòu)化前面板進(jìn)行有效的工業(yè)清洗和鈍化，且具有出色的鈍化質(zhì)量，”該研究的主要作者Byungsul Min在接受采訪時(shí)表示，“特別是，氧化鋁/氮化硅鈍化層堆棧是通過工業(yè)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）系統(tǒng)制造的，該系統(tǒng)具有低頻（LF）等離子體源，比原子層沉積（ALD）系統(tǒng)或高頻（HF）等離子體源的PECVD系統(tǒng)更具成本效益。”
發(fā)表在《光伏進(jìn)展》雜志上的論文《效率為24.2%的工業(yè)規(guī)模直接等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)制造的氧化鋁/氮化硅介電質(zhì)堆棧POLO背結(jié)太陽能電池》中介紹了這種新型電池技術(shù)。“我們的研究結(jié)果為諸如POLO背結(jié)太陽能電池之類在前端未擴(kuò)散的新型電池概念的工業(yè)化生產(chǎn)指明了道路，同時(shí)，它也與TOPCon等主流概念相關(guān)聯(lián)，TOPCon電池主要采用ALD系統(tǒng)制備氧化鋁層。”
該團(tuán)隊(duì)利用電阻率為0.73 Ωcm的摻鎵提拉法生長硅晶片建造了一塊156.75 mm × 156.75 mm的POLO電池，采用德國光伏設(shè)備制造商Centrotherm提供的工業(yè)間歇式LF-PECVD系統(tǒng)進(jìn)行氧化鋁層的沉積，上述制造商的研究人員也參與了該項(xiàng)研究。研究人員們解釋說：“然后，我們通過調(diào)整氧化鋁層的厚度介于5到15nm之間，調(diào)整氧化鋁層下方的氧化硅層的厚度介于0到2nm之間，以及氮化硅層的折射率介于2.05到2.4之間，來調(diào)整制造參數(shù)。”
他們還制作了一個(gè)參考電池，該電池以電阻率為0.9 Ωcm的結(jié)構(gòu)化摻鎵提拉法生長晶片為基礎(chǔ)，該晶片由一個(gè)氮化硅層和一個(gè)經(jīng)ALD系統(tǒng)沉積的厚度為10nm的氧化鋁層鈍化。他們進(jìn)一步解釋說：“在電池正面進(jìn)行鋁柵格的絲網(wǎng)印刷以及在電池背面進(jìn)行銀柵格的絲網(wǎng)印刷之后，電池樣品會放進(jìn)帶式爐中進(jìn)行共燒，最高燒成溫度在800攝氏度到810攝氏度之間。”
在標(biāo)準(zhǔn)照明條件下測試，POLO電池的功率轉(zhuǎn)換效率為24.2%，開路電壓為725 mV，短路電流密度為40.2 mA/cm2，填充系數(shù)為83.0%，該測試結(jié)果得到了ISFH CalTeC的證實(shí)。該基準(zhǔn)電池的效率為24.1%、開路電壓為725 mV、短路密度為39.9 mA/cm2、填充系數(shù)為83.2%。
研究人員總結(jié)道：“POLO BJ太陽能電池已經(jīng)成功示范了如何將這種鈍化序列整合到我們目前的POLO BJ太陽能電池工藝流程中，其電池效率甚至比用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模工藝制造的參考電池更高。”
電池結(jié)構(gòu) 圖片來源：哈梅林太陽能研究所（ISFH）
