Fuente: www.ise.fraunhofer.de
El uso de contactos selectivos de portador de carga permite obtener las mayores eficiencias de las células solares al tiempo que se conserva una secuencia de proceso potencialmente pobre. Con un 25,3% para una célula solar de tipo n con contacto trasero selectivo de portador de carga de área completa, Fraunhofer ISE tiene el récord mundial de células solares de silicio contactadas en ambos lados. El silicio de tipo n ofrece la ventaja de una mayor tolerancia a las impurezas. Sin embargo, debido al menor coeficiente de segregación en comparación con el silicio de tipo p, la variación en la resistencia base aumenta. Gracias al flujo de corriente unidimensional de las células solares con contactos selectivos de portador de carga, la resistencia de la base no influye significativamente en el rendimiento de la célula. Se demostró por primera vez que se pueden lograr eficiencias superiores al 25% para resistencias de base entre 1 y 10 Ωcm.
El contacto selectivo de portador de carga TOPCon (contacto pasivado con óxido de túnel) desarrollado en Fraunhofer ISE se basa en un óxido de túnel ultrafino en combinación con una fina capa de silicio y permite una excelente selectividad del portador de carga. Utilizando este TOPCon en la parte posterior (estructura de la celda, Fig.1, 20´20 mm2), un grado récord de eficiencia del 25,3% (Vjefe= 718 mV, Js= 42,5 mA / cm2, FF=82,8%) se podría lograr en silicio de tipo n para una célula solar contactada en ambos lados.
La calidad de la oblea de silicio es esencial para la producción de células solares de alta eficiencia. Debido a la mayor tolerancia a las impurezas, así como a la falta de degradación inducida por la luz (LID), los grados más altos de eficiencia actualmente se logran en el silicio de tipo n (tanto en el laboratorio como en la producción). Sin embargo, el coeficiente de segregación más bajo del silicio de tipo n en comparación con el silicio de tipo p provoca una mayor variación en la resistencia de la base durante el crecimiento del cristal. Para las células solares con estructuras laterales pronunciadas (PERC, IBC), solo se pueden usar obleas de silicio con ciertas resistencias de base y, por lo tanto, solo una parte de la varilla de cristal completa. Sin embargo, debido al flujo de corriente unidimensional en la base de la celda solar TOPCon, la resistencia de la base no tiene una influencia significativa en el rendimiento de la celda solar. Pudimos demostrar que esto también se puede implementar en aplicaciones prácticas para obtener los más altos grados de eficiencia. Logramos eficiencias ≥25% para resistencias base entre 1 y 10Ωcm. Tensiones de circuito abierto (Vjefe)> 715 mV y factores de llenado (FF)> se alcanzaron 81,5% para todas las resistencias base.
