Китайские ученые изготовили тонкопленочный монокристаллический фотоэлемент, у которого такой же коэффициент преобразования энергии, как и у значительно более толстых промышленных элементов. При толщине всего 20 мкм элемент демонстрирует эффективность выше 21%. Устройство было изготовлено методом последовательного нанесения металлических нанопленок с обеих сторон методом плазменного химического осаждения паром.
В статье журнала Journal of Photonics for Energy ученые объяснили, что при изготовлении платы использовали метод переноса слоев, который применяется в производстве полупроводников для перемещения слоев с одной подложки на другую. Он предполагает, что сначала с помощью плавиковой кислоты создаются поры в кремниевой плате, а затем на ней как на подложке эпитакисально выращивают монокристаллический кремниевый слой.
Благодаря этому процессу ученые получили монокристаллическую кремниевую плату толщиной 20 мкм, сообщает PV Magazine.
Затем они нанесли множество пассивационных слоев из оксида алюминия, нитрида кремния и моноксида кремния методом усиленного плазмой химического осаждения паром. Контакты двух различных конфигураций повысили поглощение света в коротковолновой и длинноволновой областях, что, в свою очередь, повысило ток короткого замыкания и напряжение разомкнутой цепи.
По сравнению со стандартными солнечными элементами плотность тока возросла с 34,3 мА/см2 до 38,2 мА/см2. В результате коэффициент заполнения вырос с 76,2% до 80,8%, а эффективность элемента — с 16,5% до 21,1%.
«В целом, результаты этого исследования открывают новый путь реализации высокопроизводительных тонкопленочных кристаллических кремниевых фотоэлементов с меньшим расходом кремния — для элемента 20 мкм около одной восьмой от объема, необходимого для более толстого элемента 160 мкм при той же площади», — заявил один из исследователей Леонидас Палилис из Университета Ханчжоу Дианьцзи.
Источник: https://hightech.plus/