Китай на стъпка от абсолютния физичен таван на силициевите соларни панели

Технологичната надпревара в сферата на възобновяемата енергия достигна нова повратна точка благодарение на последните постижения на китайската компания LONGi. Азиатският лидер обяви нов световен рекорд за коефициент на полезно действие при класическа силициева слънчева клетка с един преход. Впечатляващият резултат от 28,29% преобразуване на слънчевата светлина в електричество беше официално потвърден от независими тестове в германския Институт за изследвания на слънчевата енергия в Хамелн (ISFH), с което фотоволтаичната индустрия се доближи плътно до теоретичния максимума за този тип архитектура.

В основата на рекордното постижение заляга иновативната архитектура HIBC (Hybrid Interdigitated Back Contact), при която контактните пътища са изнесени изцяло върху задната страна на панелите. За разлика от масовите соларни клетки, където металните проводници частично закриват челната повърхност и блокират част от светлинния поток, задноконтактният дизайн освобождава цялата предна площ за поглъщане на лъчите. Този подход намалява загубите от рекомбинация на носителите на заряд и оптимизира приема на фотони.

Сърцевината на клетката се състои от високорезистивна силициева пластина със стандартен формат M10 (182 × 182 мм), комбинирана с усъвършенствани технологии за пасивация на ръбовете и оптимизирани n-преходи. За подобряване на преноса на заряд инженерите са заложили на слой от индиево-калаен оксид (ITO), докато многослойните покрития от алуминиев оксид (AlOx) и силициев нитрид (SiNx) гарантират силно потискане на повърхностната рекомбинация. Допълнително е редуцирана концентрацията на фосфор в n-тип поликристалния слой, за да се спре нежеланата дифузия на примеси в чистия силиций.

За постигането на оптимално ниско контактно съпротивление без увреждане на пасивационните свойства, изследователският екип е приложил прецизна лазерна обработка с импулсен зелен наносекунден лазер. Тази технология позволява частична кристализация на аморфния силициев слой с микроскопична точност. От LONGi подчертават, че HIBC технологията има пълен потенциал за масово промишлено производство при хетеропреходните клетки, макар че бъдещото увеличение на добива ще изисква строга оптимизация на омическите загуби в p-областта.

Изчисленията на компанията показват, че днешните силициеви клетки вече са усвоили приблизително 96,2% от своя теоретичен лимит, което прави следващите подобрения изключително трудни и зависими от микроскопична настройка на материалите. Постигнатият рекорд от 28,29% е кулминация на поредица от успехи през годината, преминала през последователни постижения от 28,04% и 28,13%. Паралелно с това компанията вече работи и по следващото поколение тандемни силициево-перовскитни клетки, където летвата вече преминава границата от 34,6% ефективност.