Гетероструктурный солнечный элемент на основе буферного слоя оксида индия-олова достигает эффективности 25,36%

Исследователи из Китая попытались повысить эффективность солнечных батарей с гетеропереходом с помощью буферного слоя из оксида индия-олова. Сообщается, что это нововведение привело к повышению эффективности на 0,1% за счёт оптимизации плотности тока короткого замыкания и коэффициента заполнения.
Группа исследователей из Китая создала солнечный элемент с гетеропереходом (HJT) на основе буферного слоя из оксида индия-олова (ITO) с целью улучшения оптических и электрических свойств устройства.

«Высокомощные слои оксида индия-олова (ITO) внесли значительный вклад в повышение качества кристаллов и производительности кремниевых солнечных батарей с гетеропереходом, — рассказал журналу «pv magazine» автор исследования Дасюэ Ду. — Однако, как правило, это приводит к повреждению напылением, что ухудшает характеристики фотоэлектрических элементов. В этой работе мы создали буферный слой ITO на промышленных солнечных батареях с гетеропереходом и подробно обсудили оптические и электрические характеристики, используя монослойную плёнку ITO в качестве основы»

Ученые создали ячейку с монокристаллической кремниевой пластиной n-типа толщиной 120 мкм и размером 182 мм × 105 мм, с пассивирующими пленками из гидрированного
аморфного и микрокристаллического кремния, нанесенными методом химического осаждения из газовой фазы с использованием плазмы (PECVD), и слоем ITO, нанесенным методом физического осаждения из газовой фазы (PVD). Серебряные сетки были изготовлены методом трафаретной печати и отжиганы при температуре 200 °C.

«Двухслойный ITO был специально разработан для улучшения электрических характеристик тонкого буферного слоя, полученного при низкой мощности и концентрации O2, а также для улучшения оптических характеристик более толстого внешнего слоя, полученного при более высокой мощности и концентрации O2, — пояснили в группе. — Он был разработан для получения более низких показателей преломления и коэффициентов поглощения, что приводит к более высокому току короткого замыкания»

При тестировании в стандартных условиях освещения эффективность преобразования энергии в ячейке составила 25,36 %, что, по словам учёных, на 0,1 % больше, чем у устройств без буферного слоя ITO. Концентрация носителей заряда и их подвижность повысились из-за уменьшения количества хемосорбированного кислорода и увеличения количества вакансий кислорода соответственно, что привело к снижению удельного сопротивления и повышению коэффициента заполнения.

«Мы считаем, что настоящая работа демонстрирует потенциально жизнеспособный подход к созданию высокоэффективных промышленных солнечных батарей с гетеропереходом из кремния», — заключил Ду