Гетероструктурная кремниевая технология (Heterojunction Si solar cells, HJT), согласно международной дорожной карте развития фотовольтаики [1], является одной из самых перспективных технологий производства высокоэффективных солнечных преобразователей (ФЭП). Ожидается, что к 2030 году эффективность ФЭП HJT достигнет 26%, а доля рынка ячеек порядка 15%. Увеличение эффективности ФЭП непосредственно связано как с совершенствованием технологии и производственного оборудования, внедрением новых технологических процессов, так и с улучшением характеристик самих исходных материалов. Основным материалом для производства ФЭП HJT является Cz-Si n-типа как материал c более высоким временем жизни неравновесных носителей заряда (ВЖ ННЗ). В данной работе рассмотрены основные аспекты, связанные с качеством и особенностями роста слитков промышленного кремния и их влиянием на процесс HJT, а также предложен процесс геттерирования объемных дефектов в исходных пластинах монокристаллического кремния для повышения эффективности ФЭП HJT.
Ранние публикации показали существенное влияние положения пластины в слитке кремния на выходные параметры ФЭП [2]. В частности, пластины верха и низа слитка показали существенное (более 0.5%абс.) снижение эффективности ФЭП HJT, связываемое с наличием объемных дефектов кристалла. Позднее, по мере развития технологии, данные потери удалось существенно снизить [3]. В данной работе проведено исследование влияния спецификации пластин кремния, удельного сопротивления и ВЖ ННЗ, а также положения пластины в слитке на выходные параметры ФЭП HJT для промышленных слитков Cz-Si. Эксперименты проводились на производственной линии HJT. В качестве сравнения, получены данные параметров ФЭП HJT для слитка с высоким ВЖ. Результаты позволяют определить влияние объемных и поверхностных дефектов на параметры ФЭП HJT.
Дополнительно, предложен и проведен процесс геттерирования объемных дефектов кремния в качестве предварительной обработки пластин для применения в технологии HJT. Результаты будут представлены на конференции.
|
|
Литература
1. International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV). 14th Edition, 2023.
2. D.L. Bätzner et al., “Silicon material considerations for heterojunction solar cells: potential and considerations”, 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 22 - 26 September, 2014.
3. J. Zhao et al., “>24% Silicon heterojunction solar cells on Meyer Burger’s mass production tools and how wafer material impacts cell parameters”, IEEE 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC) (A Joint Conference of 45th IEEE PVSC, 28th PVSEC & 34th EU PVSEC), 10-15 June, 2018.