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On the chances and challenges of combining electron-collecting nPOLO and hole-collecting Al-p+ contacts in highly efficient p-type c-Si solar cells

Robby Peibst*, Felix Haase, Byungsul Min, Christina Hollemann, Till Brendemühl, Karsten Bothe, Rolf Brendel

*Korrespondierende*r Autor*in für diese Arbeit

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftArtikelForschungPeer-Review

Abstract

ISFH is following a distinct cell development roadmap, which comprises—as a short-term concept—the combination of an n-type doped electron-collecting poly-Si on oxide (POLO) junction with an Al-alloyed p+ junction for hole collection. This combination can be integrated either in front- and back-contacted back junction cells (POLO-BJ) or in interdigitated back-contacted cells (POLO-IBC). Here, we present recent progress with these two cell concepts. We report on a certified M2-sized 22.9% efficient POLO-BJ cell with a temperature coefficient TCη of only −(0.3 ± 0.02) %rel/K and a certified 23.7% (4 cm2 d.a.) efficient POLO-IBC cell. We discuss various specific conceptual aspects of this technology and present a simulation-based sensitivity analysis for quantities related to the quality of the hole-collecting alloyed Al-p+ junction which are subject to continuous improvement and thus hard to predict exactly. We report that the measured pseudo fill factor values decrease more due to metallization than would be expected from recombination in the metallized regions with an ideality factor of one only. The gap to pseudo fill factor values that are theoretically achievable at the respective open-circuit voltages is 1.1%abs (Ga-doped wafer) for POLO-IBC and 1.4%abs (B-doped wafer) to 2%abs (Ga-doped wafer) for POLO-BJ. With an embedded blocking layer for Ag crystallites in the poly-Si, we present a concept to reduce this gap.

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)327-340
Seitenumfang14
FachzeitschriftProgress in Photovoltaics: Research and Applications
Jahrgang31
Ausgabenummer4
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 März 2023

UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs)

2015 einigten sich die UN-Mitgliedstaaten auf 17 globale Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) zur Beendigung von Armut, zum Schutz des Planeten und zur Förderung des allgemeinen Wohlstands. Hiermit leisten wir einen Beitrag zu folgendem/n Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung (SDGs):

  1. SDG 7 - Erschwingliche und saubere Energie
    SDG 7 Erschwingliche und saubere Energie

ASJC Scopus Sachgebiete

  • Elektronische, optische und magnetische Materialien
  • Erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit und Umwelt
  • Physik der kondensierten Materie
  • Elektrotechnik und Elektronik

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