Rekordwirkungsgrad von 21,0% für 156 × 156 mm2 große n-Typ EWT-Solarzelle

Die hocheffiziente EWT-Solarzelle. Foto: ISFH
Die hocheffiziente EWT-Solarzelle. Foto: ISFH

Das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) stellt gemeinsam mit der Q-Cells SE, einem der führenden Photovoltaik-Unternehmen der Welt, eine n-Typ Emitter-Wrap-Through (EWT) – Solarzelle mit einem Rekordwirkungsgrad von 21,0% auf einem Waferformat von (156×156) mm2 vor.

Das Zellkonzept wurde im Rahmen des BMU-geförderten Forschungsprojektes „ALBA II“ entwickelt.

Bereits bei der 37. IEEE PVSEC-Konferenz in Seattle 2011 wurde für das Zellkonzept ein Wirkungsgrad von 21,6% auf einer Fläche von (20 × 20) mm2 präsentiert. Der Zellprozess wird auf monokristallinem n-Typ Czochralski-Silizium durchgeführt. Der Bor-dotierte Emitter wird mittels Laserstrukturierung definiert und mit einer Siliziumnitrid-Aluminiumoxid-Doppelschicht optimal passiviert. Die Herstellungsprozesse wurden am ISFH für große Flächen aufskaliert. Außerdem wurde ein neuartiges Rückseitenkontaktdesign mit 4 Busbars entwickelt. Dieses Design reduziert die Fingerlänge auf ca. 50 mm und ermöglicht auch auf dieser großen Zellfläche Metallisierungswiderstände unterhalb von 0,5 Ohm·cm2.

Das Team um den Projektleiter Till Brendemühl (ISFH) und die Forschungs- und Entwicklungsmannschaft der Q-Cells SE sind vor allem auch stolz auf die Leistungsmerkmale der (156×156) mm2 großen Solarzelle: Der Wirkungsgrad beträgt 21,0%, der Kurzschlussstrom Jsc liegt bei 40,5 mA/cm2, die Leerlaufspannung Voc bei 667 mV und der Füllfaktor bei 77,7%.

Die Solarzellen wurden unter Verwendung eines Klasse A-Sonnensimulators und einem vom ISFH entwickelten Messblock im Charakterisierungslabor der Q-Cells SE gemessen und eine spektrale Korrektur vorgenommen.

„Dieser Zelltyp hat noch viel Potenzial zur Steigerung. Wir sind sicher, noch höhere Wirkungsgrade erreichen zu können“, sagt Diplom-Physiker Fabian Kiefer, der im Rahmen seiner Promotion Rückkontaktsolarzellen entwickelt. „Unser Ziel ist es, die Prozessflüsse deutlich zu vereinfachen und dabei auf großen Zellflächen weiterhin Wirkungsgrade von über 21% zu erzielen“ ergänzt Doktorvater Prof. Dr. Nils-Peter Harder.

PM: Dr. Roland Goslich
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Institut für Solarenergieforschung GmbH

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