المصدر: vonardenne.biz
نُشر في الأصل في Photovoltaics International ، الإصدار 44 ، مايو 2020
الكسندروس كروز1، دارجا إرفورت1رينيه كولر2مارتن ديمر2، إريك شنايدرلوشنر2& أمبير ؛ بيرند ستانوفسكي1
الملخص
تعد تقنية الخلايا الشمسية غير المتجانسة (SHJ) من السيليكون تقنية جذابة لإنتاج الخلايا الشمسية على نطاق واسع بكفاءة تحويل عالية تتجاوز 24٪. أحد العناصر الرئيسية للخلايا الشمسية SHJ ، على عكس تكنولوجيا الخلايا الباعثة والتلامس الخلفية (PERC) واسعة الانتشار اليوم&، هو استخدام أكسيد موصل شفاف (TCO) ، والذي يطرح تحديات في الأداء والتكاليف ولكن أيضًا يقدم الفرص. تناقش هذه الورقة هذه الجوانب وتوضح إمكانية تحسين كفاءة الخلية بتكلفة منخفضة باستخدام TCOs الجديدة المودعة عن طريق الاخرق الحالي المباشر (DC). في حالة خلايا الوصلة الخلفية SHJ ، من الممكن تقليل ، أو حتى تجنب ، استخدام الإنديوم في مثل هذه التكاليف الإجمالية للامتياز ، مع كون أكسيد الزنك المشبع بالألمنيوم (AZO) أحد البدائل الممكنة للتكاليف الإجمالية للامتياز القائمة على أكسيد الإنديوم. تم تلخيص مدى توفر TCOs عالية الأداء للإنتاج الضخم على نطاق واسع ، مما سيشجع على اختراق السوق لخلايا SHJ.
مثال على معدات الإنتاج الضخم TCO: VON ARDENNE's XEA|nova L
مقدمة
وصلت خلايا السيليكون الشمسية القائمة على تقنية الباعث المخمل والاتصال الخلفي (PERC) إلى مستويات متعددة جيجاوات في الإنتاج الضخم ، مع كفاءة تحويل (CEs) تبلغ 22٪ وتقترب الآن من 23٪. بالنسبة إلى CEs الأعلى ، تعتبر جهات الاتصال الخاملة هي الجيل التالي من تقنية الخلايا. هنا ، تعتبر تقنية التوصيل غير المتجانسة من السيليكون (SHJ) مرشحًا واعدًا وتتسابق خارج بوابة البداية ، حيث تم بالفعل عرض CE من 23 إلى 24٪ على رقائق كاملة الحجم ، ليس فقط في الخطوط التجريبية ولكن أيضًا في الإنتاج واسع النطاق [ 1]. بينما كانت شركة باناسونيك (سانيو سابقًا) هي الرائدة في هذه التقنية ، كان العديد من اللاعبين في جميع أنحاء العالم في هذه الأثناء يبنون خطوط الإنتاج الخاصة بهم ، مثل ENEL Green Energy و Hevel Solar في أوروبا و REC و Jinergy و GS-Solar والعديد من الآخرين. في قارة اسيا. تمت مناقشة الفوائد الرئيسية لتكنولوجيا SHJ في مقال حديث بقلم Ballif et al. [2]. إلى جانب درجة CE العالية ، تتمثل الميزة الرئيسية لـ SHJ في تسلسل الإنتاج الهزيل ، مع أربع خطوات رئيسية فقط مطلوبة لمعالجة كلا الجانبين بشكل متماثل:
1. التنظيف الرطب وتركيب الرقائق.
2. a-Si: H ترسيب بواسطة ترسيب البخار الكيميائي المحسن بالبلازما (PECVD).
3. ترسب طبقات أكسيد موصل شفاف (TCO) عن طريق ترسيب بخار فيزيائي (PVD ، عادة رشاش).
4. طباعة حريرية للشبكات الفضية.
بسبب عمليات درجات الحرارة المنخفضة (& lt؛ 200 ° C) ومكدس الجهاز المتماثل ، يمكن تجنب الانحناء والتكسير الناجم عن الإجهاد ، مما يعني أنه يمكن استخدام الرقائق الرقيقة ، وبالتالي توفير تكاليف المواد والطاقة. مكدس SHJ يحدث بشكل طبيعي في تصميم خلية ثنائية الوجه ؛ علاوة على ذلك ، تحتوي خلايا SHJ على أدنى معامل درجة حرارة في المجال ، عادةً -0.28٪ / درجة مئوية. يؤدي الجمع بين معامل ثنائية الاتجاه ومعامل درجة الحرارة المنخفضة إلى زيادة إنتاجية الطاقة في النظام الكهروضوئي.
من ناحية أخرى ، فإن بعض العوامل التي تحد من الزيادة السريعة في استيعاب تقنية SHJ هي تكاليف المعدات المرتفعة نسبيًا ، ومعظمها لـ PECVD (ولكن أيضًا لـ PVD) ، والتلامس الخلوي المتكيف لتصنيع الوحدة (لا توجد درجة حرارة عالية قياسية لحام). هناك حاجة إلى معجون Ag أكثر من خلايا Si القياسية ، بسبب المعالجة ذات درجة الحرارة المنخفضة ، مما ينتج عنه أصابع توصيل أقل ؛ ومع ذلك ، فإن هذا يعتمد على نهج التوصيل البيني ، وتحديداً ما إذا كانت القضبان تستخدم أم لا. أخيرًا ، ومناقشته بمزيد من التفصيل في هذه الورقة ، هناك حاجة إلى أهداف تبخر طبقات التكلفة الإجمالية للملكية على كلا الجانبين ، وهي مكلفة للمواد التي يتم استخدامها عادةً.
أكسيد الإنديوم (In2O3) مخدر بالقصدير (Sn) ، يشار إليه باسم ITO ، هو حاليًا أكثر تكلفة اقتناء (TCO) استخدامًا [3-5]. هذا الأكسيد الموصل الشفاف معروف جيدًا من الإنتاج الضخم لشاشات العرض المسطحة (FPD) ويعرض خصائص إلكترونية ضوئية مناسبة ، مثل المقاومة المنخفضة للطبقات الرقيقة والشفافية الكافية في النطاق المرئي. اعتبارًا مهمًا لإنتاج FPD ، يمكن معالجة ITO بواسطة الطباعة الحجرية الضوئية ، حيث يمكن الوصول إليها (في الحالة المودعة) ومستقرة على المدى الطويل بعد بلورة المرحلة الصلبة عند التلدين الحراري عند 150-200 درجة مئوية. بشكل عام ، يتم ترسيب ITO عن طريق ترشاش المغنطرون بالتيار المباشر (DC) على مساحات كبيرة. على الرغم من أن الرش بالتيار المستمر يتسبب في البداية في بعض الأضرار في تخميل سطح السيليكون ، إلا أنه يتم تلدينه بالكامل عند درجات حرارة تبلغ حوالي 200 درجة مئوية ، والتي يتم الوصول إليها إما أثناء الرش أو لاحقًا أثناء معالجة عجينة Ag بعد طباعة الشاشة.
على عكس FPDs ، يجب أن يفي TCO بالمتطلبات الإضافية عند تطبيقه على الجانب الأمامي لخلايا SHJ ، أي شفافية ممتازة في نطاق الطول الموجي الأوسع 300-1،100 نانومتر. يوضح الشكل 1 أطياف الامتصاص لطبقات TCO المختلفة ، مما يدل على الاختلافات في امتصاص الطفيليات في أنظمة الطول الموجي القصير والطويل. إلى جانب هذا الامتصاص المنخفض ، تعد مقاومة التلامس المنخفضة مع كل من طبقات السيليكون n و p-doped ، وكذلك مع الشبكة المعدنية ، إلزامية لطبقات TCO على كلا الجانبين. أخيرًا وليس آخرًا ، تعتبر قيود تكلفة الخلايا الشمسية صارمة للغاية ، ولتخيل الطاقة الكهروضوئية على مقياس تيراوات ، من الضروري تقليل (أو الأفضل تجنب) استخدام المواد الحرجة أو النادرة ، مثل الإنديوم ( في). ومع ذلك ، لا يزال من الصعب معالجة الجانب الأخير ، حيث تحتوي معظم تكاليف الامتلاك الخاصة بجودة الجهاز على الإنديوم. يتمثل أحد الخيارات في تقليل سمك TCOs ، والذي يتطلب بعد ذلك ترسيب طبقة ثانية من أجل الحفاظ على الأداء البصري المثالي (المضاد للانعكاس). وهذا بدوره يزيد من عدد خطوات العملية ، وبالتالي يزيد من تعقيد العملية وتكاليفها.
تتناول هذه الورقة تحسين التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) للتضمين في خلايا SHJ الشمسية. تم تقديم مقياس لتقييم وقياس تكاليف الامتلاك الكلية المختلفة فيما يتعلق بمدى ملاءمتها للتطبيق في خلايا SHJ. لتقليل الفقد البصري في إجمالي تكلفة الملكية (TCO) الأمامي ، يعد استخدام المواد ذات الشفافية العالية أمرًا إلزاميًا. تنقل عالي الشحنة ، عادةً> ؛ 100 سم2/ Vs ، يسمح بتخفيض كثافة الناقل (عند المقاومة الثابتة) ، وبالتالي تقليل الفقد البصري بسبب امتصاص الناقل الحر (FCA).
تم فحص العديد من مواد التكلفة الإجمالية للملكية "عالية الحركة" المعتمدة على أكسيد الإنديوم مع منشطات مختلفة في الماضي [6-13]. تُظهر كل هذه الخصائص الممتازة مثل طبقات TCO على الزجاج ومعظمها حاصل على CE أيضًا. ومع ذلك ، فإن التصنيع المستهدف صعب وتكاليف العديد من هذه المواد مرتفعة.
TCOs الجديدة التي يمكن معالجتها في الإنتاج على نطاق واسع من الأهداف القابلة للتدوير متاحة الآن ، مما ينتج عنه تنقل عالي وينتج خلايا SHJ ذات CE عالية. ستتم مناقشة الظروف التي يمكن بموجبها تطبيق AZO كبديل خالٍ من الإنديوم ومنخفض التكلفة في خلايا SHJ عالية الكفاءة لاحقًا. سيتم أيضًا تقديم مقارنة تكلفة للأهداف الداخلية والقائمة على ZnO.
الشكل 1. أطياف الامتصاص البصري لأنواع مختلفة من طبقة TCO ذات السماكة
التكلفة الإجمالية للملكية للخلايا الشمسية SHJ
في الماضي ، تم فحص العديد من مواد TCO لاستخدامها في الخلايا الشمسية SHJ. المتطلبات المهمة لهذا التنفيذ هي الموصلية العالية والشفافية العالية ، مع درجات حرارة معالجة أقل من 200 درجة مئوية (بسبب حساسية طبقات التخميل ذات الأغشية الرقيقة من السيليكون) ، فضلاً عن تكوين التلامس الجيد مع الطبقات المجاورة [14].
من بين بعض TCOs ذات الصلة ، متعدد البلورات Sn-doped In2O3(ITO) ينمو في درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية ، والتي تصل إلى تنقل الإلكترون (μe) حوالي 40 سم2/ Vs [3-5] ، وجد تطبيقًا واسعًا في الخلايا الشمسية SHJ. التكلفة الإجمالية للامتياز الداخلية المخدرة بمعادن أخرى ، مثل التيتانيوم (Ti) [15،16] والزركونيوم (Zr) [6،12،13] والموليبدينوم (Mo) [15،17-19] والتنغستن (W) [ 10،11] ، ينتج عن قيم μe أكبر من 80 سم2/ Vs بكثافة حامل الشحنة (ne) تتراوح من 1 × 1020 إلى 3 × 1020 سم-3.
يمكن ترسيب هذه الطبقات عن طريق رش المغنطرون ، وترسيب الليزر النبضي (PLD) ، والطلاء الأيوني بتفريغ القوس الكهربائي أو ترسيب البلازما التفاعلي (RPD). من بين هؤلاء ، يعد الرش هو الطريقة الأكثر رسوخًا للإنتاج الضخم. قدرة تنقل أعلى لـ μe> ؛ 100 سم2يمكن تحقيق / Vs للطور الصلب المتبلور (SPC) الهيدروجين (H) المخدر في2O3(IOH) [6-9] والسيريوم (Ce) ICeO: H [7] أفلام مع 1 × 1020&لتر ؛ ne< ؛ 3 × 1020 سم-3. يتم ترسيب هذه الأغشية عند درجات حرارة منخفضة في مصفوفة غير متبلورة ثم تلدين بعد ذلك عند درجات حرارة أعلى من 150 درجة مئوية ، مما ينتج عنه قيم μe عالية بسبب تكوين حبيبات كبيرة.
تعتبر TCOs المقدمة أعلاه جذابة نظرًا لأدائها المتميز في مجال الكهرباء الضوئية ، ولكن حتى الآن وجدت ITO و IWO: H طريقها إلى الإنتاج الصناعي. ومع ذلك ، فإن ندرة الإنديوم هي دافع لتطبيق TCOs بديلة. يوفر AZO ميزة وجود مواد مركبة وفيرة. طبقات AZO التي يبلغ سمكها عدة مئات من النانومترات ، والتي يتم رشها في درجات حرارة مرتفعة> ؛ 250 درجة مئوية ، تنتج خصائص إلكترونية بصرية جيدة [20] وكذلك ثباتًا [21].
الطبقات الرقيقة التي يقل سمكها عن 100 نانومتر المترسبة عند درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية ، كما هو مطلوب لخلايا SHJ ، على النقيض من ذلك تظهر بنية بلورية رديئة ، مما ينتج عنه قيم تنقل منخفضة حول 20 سم 2 / V واستقرار ضعيف على المدى الطويل [22]. تم تحسين الاستقرار للخلايا الشمسية SHJ ، مع ذلك ، من خلال تطبيق أكسيد السيليكون غير المتبلور (a-SiO2) السد [23].
كما يتضح من μeالقيم التي تم الحصول عليها ، واعتمادًا على ظروف المعالجة ، تُظهر TCOs المختلفة نطاقًا واسعًا من تنقلات الإلكترون. مقاومة ورقة TCO (R▫) يمكن تصنيف النطاقات كما هو موضح في الجدول 1. هنا ، نطاق تركيز الموجة الحاملة 1.5 × 1020&لتر ؛ ne< ؛ 2.0 × 1020 سم-3يعتبر: هذا يمثل حلاً وسطاً جيداً لتحقيق انخفاض FCA ، والتوصيل الكهربائي الجيد ، وتكوين تلامس جيد مع الطبقات المجاورة ، وسماكة TCO 75 نانومتر لخصائص مضادة للانعكاس.
يسمح التناظر في معالجة خلية SHJ واستخدام الرقاقات (من النوع n) ذات الأعمار العالية جدًا للناقل بالاختيار بحرية لجهة الاتصال (n أو p) التي تواجه الواجهة. يؤثر موضع التلامس p (الوصلة) على تحسين التكلفة الإجمالية للملكية الأمامية للحصول على شفافية عالية ومقاومة سلسلة منخفضةsمن الخلية [24-27]. لإثبات ذلك ، يوضح الشكل 2 المقاطع العرضية التخطيطية للخلايا الشمسية SHJ ثنائية الوجه وأحادية الوجه في تكوين تقاطع خلفي مع الإشارة إلى جميع مساهمات Rs. يمكن العثور على تحليل مفصل لمكونات Rs ومساهماتها في الخلايا الشمسية SHJ في Basset et al. [25] وانج وآخرون. [28]. الموصلية العالية ، أي الكثافة والتنقل ، للإلكترونات في رقاقة c-Si ، جنبًا إلى جنب مع مقاومة التلامس المنخفضة جدًا للتلامس n / TCO ، تفضل اختيار جهة الاتصال n الموجودة في المقدمة ("الوصلة الخلفية") ، حيث يتم دعم نقل التيار الجانبي بشكل كبير بواسطة الرقاقة. هذا يخفف من متطلبات الموصلية لـ TCO (مقاومة الألواح) ، مما يسمح بتحسين أعلى مستوى من الشفافية.
لتوضيح تأثير الحرية المذكورة أعلاه في تصميم الخلية ، يعرض الشكل 3 منحنيات Rs المحاكاة مع القيم التجريبية المستخرجة من الخلايا الشمسية ، مع تباين عملية ITO كدالة لمقاومة ورقة TCO الأمامية. تثبت القيم التجريبية اتجاهات النموذج [27]. كما يمكن رؤيته بوضوح ، يوفر تصميم الوصلة الخلفية ميزة للتكلفة الإجمالية للمقاومة عالية المقاومة من خلال الاستفادة من الدعم الجانبي في التوصيل الإلكتروني في رقاقة Si. من ناحية أخرى ، يعد تصميم الوصلة الأمامية أكثر ملاءمة لطبقات TCO منخفضة المقاومة ؛ يستفيد هذا التصميم من مساهمة Rs المستعرضة السفلية ، نظرًا لأن الإلكترونات ، التي تتمتع بحركة أعلى من الثقوب ، تنتقل إلى الجزء الخلفي من الرقاقة (مع حدوث التوليد الضوئي بشكل أساسي بالقرب من الجانب الأمامي). ستحدد المفاضلة بين مساهمات Rs الجانبية والمستعرضة تصميم الخلايا الشمسية الأكثر ملاءمة ، اعتمادًا على مقاومة ورقة TCO المتاحة.
ال R▫نطاقات التكلفة الإجمالية للامتلاك المختلفة التي تم الإبلاغ عنها في الأدبيات وكما هو محدد في الجدول 1 موضحة في الشكل 3 مع تظليل اللون المقابل. التكلفة الإجمالية للامتلاك مع R منخفضة▫(الأحمر) أكثر فائدة عند تنفيذه في جهاز تقاطع أمامي ، بينما TCOs مع متوسط المدى R▫(الأزرق) في منطقة انتقالية حيث يوجد Rsالفرق بين أجهزة الوصلات الأمامية والخلفية صغير إلى حد ما. على النقيض من ذلك ، فإن إجمالي تكلفة الملكية (TCOs) ذات مستوى R العالي▫(الرمادي) مفيد بشكل واضح عند تنفيذه في تصميم الوصلة الخلفية ؛ هذا مناسب لـ AZO ، على سبيل المثال ، مع كونه شفافًا للغاية ولكنه غير موصل للغاية ، ومع ذلك لا يزال ينتج نفس كفاءة خلية SHJ> ؛ 23 ٪ مثل الخلية المرجعية ITO [23]. في Helmholtz-Zentrum Berlin ، حصلت الخلايا الشمسية SHJ مع TCO الأمامي القائم على ITO و AZO على شهادة CE أعلى من 23.5٪ [29].
هناك طريقة أخرى تستفيد من دعم النقل الجانبي للرقاقة ، والتي أظهرتها بعض المجموعات البحثية [27،30] وفي الإنتاج التجريبي [31] ، وهي تنفيذ TCOs أرق ، مما يقلل من امتصاص الطفيليات ، وبالتالي الحفاظ على الخلية الشمسية CE أو تحسينها. ومع ذلك ، فإن تنفيذ طبقة TCO أرق يتطلب طبقة ثانية في الأعلى - على سبيل المثال ، SiO2أو سي3N4- للحفاظ على مضاد الانعكاس (AR) الأمثل [32-34].
لتقدير الأداء البصري لقيمة TCO المختلفة بدقة عند تنفيذها في مكدس الخلايا ، أي تحديد الخسارة المحددة في كثافة تيار الدائرة القصيرة (Jالشوري) ، تم إجراء عمليات محاكاة باستخدام أداة برنامج تتبع الأشعة (GenPro4 [35]). مع الأخذ في الاعتبار خسارة الطاقة المرتبطة بـ TCO في الخلية بسبب كل من الزيادة في Rs وانخفاض J ، تم قياس مواد مختلفة من TCO ، كما هو موضح في الشكل 4. لهذا الغرض ، خلية شمسية مرجعية مع CE=23.3 تم اعتبار النسبة المئوية ، بدون الخسائر المتعلقة بالتكلفة الإجمالية للملكية في Jالشوريو رs(FF). تمت دراسة IOH و ITO و AZO كأمثلة على انخفاض R▫، منتصف R▫وعالية R▫الأنظمة على التوالي.
تمت دراسة تطبيقات كلاً من TCOs القياسية بسمك 75 نانومتر ("سميك") والمحسّن بصريًا ("رفيع"). لإجراء مقارنة عادلة (أي للبقاء في المستوى الأمثل للواقع المعزز في كل حالة) ، تم الانتهاء من جميع الخلايا (ذات التكلفة الإجمالية للامتياز "السميكة" و "الرقيقة") بـ a-SiO2طبقة السد. تم افتراض أن مقاومة التلامس في واجهات TCO / Ag و TCO / Si (منخفضة و) متساوية لجميع TCOs الثلاثة ، وهو بالطبع تبسيط. سيتم مناقشة هذا لاحقًا وسيتم تقديمه في Haschke et al. [36]. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول سماكة الطبقة المحسّنة ونتائج المحاكاة في Cruz et al. [27].
توضح الرسوم البيانية في الشكل 4 خسارة القدرة المرتبطة بالتكلفة الإجمالية للملكية نتيجة لانخفاض J و زيادة في Rs، لأجهزة الوصل الخلفي (الشكل 4 (أ)) والوصلات الأمامية (الشكل 4 (ب)). من الواضح أن IOH يتفوق على اثنين من إجمالي تكلفة الملكية الآخرين نظرًا لخصائصه الإلكترونية البصرية المتميزة في كلتا الحالتين. في الشكل 4 (أ) ، يُظهر ITO السميك و AZO ، تعوض المواد خسائرها في CE ، نظرًا لأن الموصلية المنخفضة AZO تُظهر امتصاصًا طفيليًا أقل من ITO. عند مقارنة ذلك بالإصدارات الأرق من TCOs ، يمكن ملاحظة أن فقد CE ينخفض بشكل طفيف نتيجة لانخفاض امتصاص TCO الطفيلي. من الواضح أن ITO يستفيد أكثر من هذا التخفيف ، نظرًا لامتصاصه الطفيلي العالي نسبيًا ، مما يؤدي في النهاية إلى الحصول على CE أفضل قليلاً من AZO. يوضح هذا أنه يمكن تنفيذ TCOs الأرق مع البصريات المحسّنة في تكوين الوصلة الخلفية وستكون مفيدة من حيث CE.
في المقابل ، بالنظر إلى تصميم الوصلة الأمامية في الشكل 4 (ب) ، يمكن ملاحظة أن الموصلية العالية IOH لن تعاني من مساهمة النقل الجانبي المنخفضة بواسطة الرقاقة. ومع ذلك ، فإن الموصلية المنخفضة ITO و AZO تزيد من خسائر المقاومة. لا يؤدي تقليل سمك ITO إلى ميزة CE ، بينما في حالة AZO من الواضح أنها غير مواتية. يمكن استنتاج أن التكلفة الإجمالية للملكية عالية التوصيل ، هنا IOH في المثال ، يمكن تنفيذها على كل من تكوينات الخلايا الشمسية الخلفية والأمامية دون اختلافات كبيرة في خسائر CE. ستعاني التكاليف الإجمالية للامتلاك ذات الموصلية المنخفضة - مثل ITO و AZO - من Rs الجانبي الأعلى الموجود في تكوين التقاطع الأمامي. يعد تخفيف التكلفة الإجمالية للملكية على الخلايا الشمسية ذات الوصلة الخلفية مفيدًا إذا تجاوز TCO عتبة امتصاص معينة ، حتى بالنسبة إلى TCO مع الموصلية المنخفضة ، وهنا AZO في المثال. في تصميم التقاطع الأمامي ، لن يؤدي التخفيف إلا إلى فوائد صغيرة ، أو قد يكون غير مواتٍ للتكلفة الإجمالية للامتلاك منخفضة التوصيل مثل AZO.
أداء التكاليف الإجمالية للملكية الصناعية عالية الحركة
من أجل اختبار TCOs عالية الحركة التي تم رشها بمعدل مرتفع بواسطة رشاش التيار المستمر من أهداف الأنبوب ، كما تم إجراؤه في الإنتاج الضخم على نطاق واسع ، تم استخدام مواد مختلفة لـ TCO الأمامي في الخلايا الشمسية SHJ ذات الوصلة الخلفية ثنائية الوجه. تم اختبار نوعين من التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) عالية الحركة ، وهما أكسيد الإنديوم المشبع بالتيتانيوم (ITiO) وأكسيد الإنديوم بنوع منشطات غير معلن ('Y'). بالإضافة إلى ذلك ، تم اختبار ITO بتركيزات منشطات مختلفة ، وهي تحتوي على 97٪ أكسيد الإنديوم و 3٪ أكسيد القصدير في الهدف ('97 / 3 ') و ITO 99/1. كمادة مرجعية ، تم تنفيذ ITO 97/3 على الجانب الخلفي لجميع الخلايا. تم أيضًا تضمين مجموعة من الخلايا مع ITO 95/5 على كلا الجانبين الأمامي والخلفي.
كشفت طبقات الاختبار المقابلة على الزجاج عن مقاومة صفائح TCO في النطاق 36-136 Ω بعد الترسيب والصلب لمدة 30 دقيقة عند 200 درجة مئوية في ظل ظروف محيطة ، وهو ما يمكن مقارنته بالمعالجة المنفذة بعد طباعة الشاشة. هذا نطاق مناسب للتنفيذ باعتباره جهة الاتصال الأمامية في الخلايا الشمسية SHJ ذات الوصلة الخلفية ، كما تمت مناقشته سابقًا (انظر الشكل 3). يجب أن يؤخذ في الاعتبار ، مع ذلك ، أن طبقات التكلفة الإجمالية للملكية المودعة على الزجاج قد تظهر خصائص (تنقل الناقل) تختلف عن تلك عندما يتم ترسيب الطبقات على السيليكون ، كما هو مطلوب للخلايا الشمسية. يُعزى ذلك إلى تأثيرين [29]: (1) تنوي بلوري مختلف ، ومن ثم بنية الحبيبات ؛ (2) محتوى هيدروجين مختلف ينتشر من طبقة السيليكون إلى التكلفة الإجمالية للملكية.
تُظهر طبقات ITiO و Y قدرة تنقل عالية تصل إلى 90 سم 2 / V ، ولكن بكثافة مختلفة لحامل الشحن ، أي 2 × 1020سم-3و ~ 0.8 × 1020سم-3على التوالى. لأفلام ITO97 / 3 و ITO99 / 1 ، قيم تنقل أقل ، حوالي 60 و 70 سم2/ Vs بكثافة حامل الشحنة 2.7 × 1020 سم-3و 1.8 × 1020سم-3على التوالي ، تم قياسها. نتيجة لكثافة حامل الشحنة المنخفضة جدًا ، أظهرت أفلام Y أقل امتصاص طفيلي في المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء (انظر الشكل 1) ، مما يجعل هذه المادة الواعدة لتحقيق أعلى مستوى J ، وربما أعلى درجة CE في الخلايا الشمسية.
الI–Vيوضح الشكل 5. معلمات كل مجموعة من مجموعات الاختبار. تعرض جميع الخلايا الفولتية القابلة للمقارنة في الدائرة المفتوحة (V.أوك) ، بمتوسطات في النطاق الضيق من 737-738 مللي فولت. هذا يؤكد أن التخميل لم يتحلل بسبب التلف المختلف للرشاشات. كما هو متوقع ، أنتجت الخلايا الشمسية ذات التكلفة الإجمالية للامتياز عالية الحركة أعلى Jالشوريالقيم بمتوسط 39.0 مللي أمبير / سم2و 39.2 مللي أمبير / سم2لـ ITiO و Y على التوالي. هذا يصل إلى 0.5 مللي أمبير / سم2أعلى من ذلك الذي تحقق مع المرجع ITO97 / 3.
على الرغم من ارتفاعهJالشوريو جيدVأوكالقيم ، ومع ذلك ، فإن الخلايا ذات الاتصال الأمامي Y لم تنتج أعلى الكفاءات. تم الحصول فعليًا على أعلى متوسط CE بنسبة 22.9٪ لـ ITO99 / 1 ، بينما تم قياس أعلى قيمة لـ CE البالغة 23.3٪ لخلية بها ITO. ينتج انخفاض CE في حالة عينات Y عن متوسط FF الأدنى بحوالي 77 ٪ فقط ، وهو ما يرجع إلى قيمة Rs أعلى بكثير ؛ في الواقع ، تعطي الخلايا ذات التلامس الأمامي Y أعلى قيم Rs متوسطة تبلغ 1.3-1.6 cm2. في المقابل ، يبلغ متوسط قيمة Rs 0.9 Ω سم2لخلايا ITO99 / 1 ، مما أدى إلى متوسط أعلى بكثيرFFمن 79.5٪.
الجدول 1. مقارنة بين الخواص الكهربائية لمختلف التكاليف الإجمالية للامتلاك.
الشكل 2. مناظر مقطعية تخطيطية للخلايا الشمسية غير المتجانسة (SHJ) ذات الوصلة الخلفية للسيليكون: (أ) تصميم الخلايا ثنائية الوجه ؛ (ب) تصميم خلية أحادية الوجه ، مع عرض مكونات المقاومة التسلسلية (Rs).
الشكل 3. مقاومة المتسلسلة مقابل مقاومة ورقة TCO الأمامية للخلايا الشمسية SHJ ذات الوصلة الأمامية والخلفية. تمثل المنحنيات نتائج محاكية ، بينما تشير المربعات إلى نتائج الخلايا المقاسة مع اختلاف ITO.
أهمية مقاومة التلامس المنخفضة
إن المقاومة العالية للسلسلة للخلايا ذات (كثافة حاملة منخفضة و) TCO عالية الحركة هي في الواقع جانب يجب معالجته. بتعبير أدق ، المكونان الرئيسيان لـ Rsفيما يلي مقاومة التلامس لـ TCOs مع طبقات التلامس السليكونية n و p-doped ، والتي تم فحصها بالتفصيل في الأدبيات [37-40]. في حالة الخلايا الشمسية المستندة إلى n-doped c-Si ، يمكن وصف مقاومة التلامس لـ TCO مع طبقات Si n-doped بتقنيات متنوعة وبسيطة نسبيًا ، مثل Cox و Strack [41] أو الإرسال طرق الخط [42]. على النقيض من ذلك ، يصعب الوصول إلى مقاومة التلامس لـ TCO مع طبقة Si المخدرة (TCO / p) ، بسبب تكوين تقاطع. كما أوضح باسيت وآخرون. [21] وانج وآخرون. [24] ، على سبيل المثال ، طريقة بسيطة لاستخراج قيمة R.sالمكون هو اشتقاق جميع مكونات R التي يمكن الوصول إليهاs، والقيمة المتبقية بعد ذلك هي مقاومة التلامس TCO / p.
مقاومة الاتصال ρcيعتمد على محاذاة الشريط المفصلة وانحناء الشريط ، وكذلك على حالات عيوب الواجهة ؛ ومن ثم ، فإن العديد من المعلمات مهمة ، على وجه التحديد طاقة التنشيط لطبقة Si المخدرة وكثافة حامل الشحنة ، ولكن أيضًا اختلاف وظيفة العمل بين كلتا المادتين. بروسل وآخرون. [38] أظهر أن ρcيكون ضئيلًا عندما تُظهر الطبقات المخدرة قيم طاقة تنشيط منخفضة ، مثل تلك التي تم الحصول عليها باستخدام طبقات السيليكون النانوية بدلاً من الطبقات غير المتبلورة.
علاوة على ذلك ، يجب أن تكون كثافة حامل الشحنة للتكلفة الإجمالية للملكية أعلى بكثير من 1 × 1020سم-3؛ هذا مهم بشكل خاص لتلامس TCO / p ، والذي يعد إعادة التركيب الفعال للثقب والإلكترونات عند التلامس أمرًا ضروريًا. فيما يتعلق باختيار طبقات التكلفة الإجمالية للملكية وتحسينها ، فإن هذا يستلزم إيجاد المستوى الأمثل لـ ne ، والذي يجب أن يكون مرتفعًا بما يكفي لتحقيق انخفاض كافٍ ρcالقيم ، ولكن في نفس الوقت ، يجب أن تكون منخفضة قدر الإمكان من أجل الحد من امتصاص الطفيليات (FCA).
في تجربة أحدث ، تم اختيار طبقة Y ذات كثافة حاملة أعلى ؛ يوضح الشكل 8 الخصائص المتاحة من خلال ضبط العملية. في الواقع ، بالنسبة للتكلفة الإجمالية للملكية (TCO) المعدلة ، تعافت الخلية FF ، ولكن على حساب انخفاض طفيف في Jالشوريبسبب FCA الإضافي. بشكل عام ، لا تزال CE ترتفع إلى مستوى مشابه للمستوى الذي تم العثور عليه لأفضل المجموعات في الشكل 5 ، مما يوضح أهمية الضبط الدقيق لخصائص الطبقة والواجهة.
الشكل 4. فقدان القدرة المرتبط بالكثافة الحالية (Ploss J) وفقدان القدرة المرتبط بالمقاومة المتسلسلة (Ploss R) من أجل (أ) الوصلة الخلفية و (ب) خلايا SHJ الوصلة الأمامية. يشار إلى قيم خسارة كفاءة التحويل (CE) بالخطوط المتقطعة ؛ هذه الخسائر تتعلق بخلية شمسية مرجعية بنسبة 23.3٪ CE ، ممثلة بالماس الأرجواني عند (0،0). تمثل الرموز المملوءة TCOs بسمك 75 نانومتر (قياسي) ولكن مع طلاء مضاد للانعكاس (ARC) في الأعلى ، بينما تمثل الرموز المفتوحة طبقات TCO أرق (محسّنة) ، أيضًا مع ARC.
الجوانب الصناعية: التكاليف المستهدفة
الأنواع الشائعة من أهداف التكلفة الإجمالية للملكية المستخدمة في صناعة السيليكون الكهروضوئية البلورية هي أهداف قابلة للدوران ، وهي عبارة عن قذائف أسطوانية من مادة TCO مرتبطة بأنبوب دعم مصنوع من المعدن. كلما زاد طول الأنبوب ، يجب استخدام المزيد من الأصداف لهدف الأنبوب. السبب الذي يجعل الصناعة تفضل هذا النوع من الأهداف لتفادي تكاليف الامتلاك الإجمالية هو معدل استخدام أعلى بكثير للمادة المستهدفة من التكلفة الإجمالية للملكية مقارنة بالأنواع المستوية من أهداف التكلفة الإجمالية للملكية. معدل استخدام المادة المستهدفة التي يمكن تحقيقها باستخدام هدف قابل للتدوير هو عادة 80٪ ؛ هذا ذو أهمية خاصة في الحالة التي تكون فيها مواد التكلفة الإجمالية للملكية باهظة الثمن ، مثل إجمالي تكلفة الملكية على أساس الإنديوم. فيما يتعلق بالتكاليف الإجمالية للامتلاك في صناعة السليكون الكهروضوئية البلورية ، فإن التكلفة الإجمالية للامتياز القائمة على الإنديوم هي المهيمنة بسبب خصائص الطبقة الممتازة (كما هو موضح سابقًا). ومع ذلك ، فإن بعض اللاعبين في السوق يعرضون أيضًا تكاليف التكلفة الإجمالية المستندة إلى الزنك لنفس الغرض. في الواقع ، هناك مزايا وعيوب لاستخدام التكاليف الإجمالية للامتياز المستندة إلى الزنك. تتمثل إحدى الميزات في التكلفة المنخفضة لهدف أنبوب قائم على الزنك بأبعاد مماثلة لتلك الخاصة بالهدف المستند إلى الإنديوم ، بينما تمثل الموصلية المنخفضة للزنك بعض القيود في تصميم الخلايا الشمسية ، كما تمت مناقشته سابقًا وتم تصوره في الشكل 3.
يوضح الشكل 6 التكلفة المستهدفة المحددة لكل سم3الأهداف الأنبوبية للتكاليف الإجمالية للامتياز القائمة على الزنك والتكاليف الإجمالية للامتياز القائمة على الإنديوم لاحظ أن تكلفة أنبوب الدعم مستثناة من التكلفة المستهدفة. تم جمع نقاط البيانات من الموردين المستهدفين في جميع أنحاء العالم. يمكن أن يُعزى العدد الأصغر من نقاط البيانات للتكاليف الإجمالية للامتياز المستندة إلى الزنك إلى عدم الاهتمام بهذه المادة التي تظهرها صناعة السيليكون الكهروضوئية البلورية حتى الآن.
يوجد بعض التشتت في التكلفة المستهدفة بسبب المواد المختلفة داخل مجموعة الزنك وداخل مجموعة الإنديوم ، أو بسبب الموردين المختلفين. يمكن تفسير نقاط البيانات التي تشير إلى التكلفة المستهدفة الأعلى في كلا المجموعتين بالتركيبات الأقل شيوعًا و / أو عمليات التصنيع المكلفة و / أو الهوامش العالية. يجب أن تكون نقاط البيانات منخفضة التكلفة التي لوحظت في كلا المجموعتين قيم تكلفة تمثيلية لمنتجي الخلايا الشمسية مع عدة مئات من أهداف الأنبوب السنوية المطلوبة.
تكشف مقارنة أقل قيمة في كلا المجموعتين أن إجمالي تكلفة الامتلاك المستندة إلى الزنك (التكلفة المستهدفة ~ 0.6 دولار / سم3) يمكن أن يكون حوالي ربع سعر TCOs الداخلي (التكلفة المستهدفة ~ 2.6 دولار / سم3). وتجدر الإشارة ، مع ذلك ، إلى أن نقاط البيانات هذه هي لقطة سريعة للوضع الحالي ومن المحتمل أن تصبح عفا عليها الزمن قريبًا ، اعتمادًا على تقلب سوق الأوراق المالية فيما يتعلق بالمواد الوسيطة ، ولا سيما الإنديوم.
الشكل 5. معلمات I-V للخلايا الشمسية SHJ ثنائية الوجه بحجم 4 سم 2 مع مختلف TCOs الأمامية و ITO 97/3 على الجانب الخلفي. تم تضمين ITO 95/5 ، DC المتدفق من هدف أنبوب في HZB ، كمرجع.
الجوانب الصناعية: الإنتاج الضخم
إلى جانب الرغبة في تنفيذ TCOs الخالية من الإنديوم بهدف تحسين الإنفاق التشغيلي (OPEX) ، من الأفضل أن يكون لديك أداة تصنيع عالية الحجم يمكنها إنتاج طلاء عالي الجودة بتكلفة منخفضة. يوضح الشكل 7 نظام الرش عالي الإنتاجية XEA|nova L من VON ARDENNE ، والذي يمكنه إيداع طبقات TCO بسعة إنتاجية تبلغ 8000 M6 رقاقة في الساعة في الإصدار الأساسي ، وبإنتاجية أعلى باستخدام حزم الترقية. خلال عام 2019 ، أصبحت معدات XEA|nova جزءًا من خط تصنيع صناعي وصلت إلى أعلى كفاءة للخلايا بأكثر من 24٪ باستخدام أفلام TCO المشابهة لتلك التي تم فحصها هنا.
من أجل تحقيق إنتاجية عالية ، يجب أن يكون معدل ترسيب طبقات التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) مرتفعًا ، والذي يمكن تحقيقه من خلال تطبيق طاقة تيار مستمر عالية على هدف الأنبوب. ومع ذلك ، لا يزال يتعين الحفاظ على خصائص التكلفة الإجمالية للملكية عند إعداد التكلفة الإجمالية للملكية TCO بكثافات طاقة أعلى. يوضح الشكل 8 قابلية تنقل الإلكترون وكثافة حامل الشحنة لأفلام TCO ، المتناثرة عند 4kW و 8kW من أهداف أنابيب السيراميك من نوع TCO من النوع "Y" قدرة تنقل عالية تصل إلى حوالي 80 سم2يمكن تحقيق / Vs عند مستوى طاقة يصل إلى 4kW بعد الترسيب. تؤدي زيادة قوة الرش إلى 8 كيلو واط إلى تقليل الحد الأقصى للتنقل بنسبة 10٪ كحد أقصى. من المثير للاهتمام أنه يمكن زيادة قابلية التنقل حتى 100 سم2/ Vs ، عن طريق تلدين الأفلام لمدة 30 دقيقة عند 200 درجة مئوية ، كما هو موضح في الشكل 8.
الشكل 6. التكلفة المستهدفة المحددة لكل سم 3 من المواد المستهدفة للتكاليف الإجمالية للامتياز القائمة على الإنديوم والزنك
الاستنتاجات
أثبتت تقنية الخلايا الشمسية SHJ أنها لاعباً مهماً في طريق زيادة حصتها في الإنتاج على نطاق واسع. هذا بسبب كفاءات التحويل العالية جدًا التي تم تحقيقها وعملية الإنتاج الضعيفة.
فيما يتعلق بدور مسؤولي الاتصال TCO ، لا تزال هناك ثلاثة جوانب بحاجة إلى معالجة لتعزيز آفاق تكنولوجيا SHJ في تحقيق إنجازات إضافية في صناعة الخلايا الشمسية:
1. زيادة تحسين أداء الخلية.يمكن تحقيق ذلك من خلال تنفيذ تكاليف إجمالية للملكية عالية الحركة مناسبة للإنتاج بالجملة. وقد تبين أن التكاليف الإجمالية للامتياز عالية الحركة يمكن أن تنفث بمعدلات إنتاجية عالية ، وقد تم اختبار TCOs هذه في الخلايا الشمسية SHJ. على الرغم من أن CE لخلايا SHJ هذه مرتفعة ، إلا أنها لا تزال متخلفة عن تلك الموجودة في الخلايا المرجعية مع أفضل TCO أمام ITO ، على الرغم من انخفاض الامتصاص والتنقل العالي ، ويعزى ذلك إلى زيادة مقاومة التلامس لـ TCOs مع n و / أو اتصالات السيليكون مخدر p. يجب معالجة الضبط الدقيق للتكلفة الإجمالية للملكية (TCO) وتنفيذ طبقات الاتصال و / أو تحسين الواجهة من أجل زيادة تقليل الخسائر المقاومة في هذه الواجهات ، وبالتالي جني الفوائد الكاملة لخصائص التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) الفائقة.
2. تقليل استخدام المواد النادرة (والمكلفة) ، وخاصة الإنديوم.يتمثل أحد الخيارات الجذابة لتحقيق توفير في تكلفة المواد في تقليل سمك التكلفة الإجمالية للملكية ؛ هذا هو أكثر جاذبية مع تكلفة الموصلية العالية (عالية الحركة) TCOs. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى خطوة عملية أخرى لإيداع طبقة (ARC) ثانية مضادة للانعكاس (السد) أعلى التكلفة الإجمالية للملكية من أجل تقليل خسائر الانعكاس. بدلاً من ذلك ، كما هو موضح في هذه الورقة ، يمكن تنفيذ TCOs منخفضة التوصيل (AZO في المثال المعطى) في الخلايا الشمسية ذات الوصلة الخلفية دون المساومة على CE. يكتسب هذا الملاءمة عندما يتعلق الأمر بالتكلفة: في التحليل المقدم ، تُظهر الأهداف المستندة إلى ZnO تكلفة أقل عند 0.6 دولار / سم3للمواد المستهدفة ، مقارنة بـ 2.6 دولار / سم3للأهداف الداخلية. يمكن التعامل مع الاستقرار المحدود لـ AZO ، على سبيل المثال ، من خلال تغطيته بطبقة عازلة (a-SiO2أو a-SiNx).
3. تقليل تكاليف معدات PVD.توسيع نطاق وزيادة إنتاجية خطوط إنتاج التكلفة الإجمالية للملكية هو الطريق الذي يجب اتباعه ، حيث يكون تدفق التيار المستمر جاهزًا لإنتاج إنتاجية عالية لتكاليف الامتلاك الإجمالية عالية الأداء.
شكر وتقدير
إن التمويل الذي قدمته الوزارة الفيدرالية الألمانية للشؤون الاقتصادية والطاقة (BMWi) في إطار مشروع Dynasto تحت رقم 0324293 معروف بامتنان.
الشكل 8. الخواص الكهربائية لطبقات TCO المتناثرة عند 4kW و 8kW من أهداف أنابيب السيراميك من النوع TCO من النوع "Y" ، في حالة الترسيب وبعد التلدين لمدة 30 دقيقة عند 200 درجة مئوية في الظروف المحيطة.
شكر وتقدير
إن التمويل الذي قدمته الوزارة الفيدرالية الألمانية للشؤون الاقتصادية والطاقة (BMWi) في إطار مشروع Dynasto تحت رقم 0324293 معروف بامتنان.
مراجع
[1] Chunduri، SK&؛ Schmela، M. 2019، "Heterojunction solar technology"، Taiyang News [http://taiyangnews.info/TaiyangNews_Report_ Heterojunction_Solar_Technology_2019_EN_ download_version2.pdf]
[2] باليف ، سي وآخرون. 2019 ، "حل جميع الاختناقات لتكنولوجيا التوصيل غير المتجانسة للسيليكون" ، الخلايا الكهروضوئية الدولية ، الطبعة 42 ، ص. 85.
[3] فرانك ، ج.&أمبير ؛ Köstlin ، H. 1982 ، "الخصائص الكهربائية ونموذج الخلل لطبقات أكسيد الإنديوم المشبعة بالقصدير" ، أب. فيز. أ ، المجلد. 27، No. 4، pp. 197–206 [https: // doi. org / 10.1007 / BF00619080].
[4] Hamberg، I.&؛ Granqvist، CG 1986، "Evaporated Sn" doped In2O3 film: الخصائص البصرية الأساسية وتطبيقات الطاقة "النوافذ الموفرة للطاقة"، J. Appl. فيز. ، المجلد. 60، No. 11، pp. R123 – R160 [https: // doi. org / 10.1063 / 1.337534].
[5] باليستريري ، إم وآخرون. 2011 ، "توصيف وتحسين أغشية أكسيد القصدير الإنديوم للخلايا الشمسية غير المتجانسة" ، سول. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 95 ، رقم 8 ، الصفحات من 2390 إلى 2399 [https://doi.org/10.1016/j.solmat.2011.04.012].
[6] Koida، T.&؛ Kondo ، M. 2007 ، "دراسات مقارنة للموصلات الشفافة Ti- و Zr- و Sn-doped In2O3 باستخدام نهج اندماجي" ، J. Appl. فيز. ، المجلد. 101 ، رقم 6 ، ص. 063713 [https: // doi. org / 10.1063 / 1.2712161].
[7] كوباياشي ، إ. ، واتابي ، واي.&أمبير ؛ ياماموتو ، T. 2015 ، "أغشية رقيقة موصلة شفافة عالية الحركة من أكسيد الإنديوم المهدرج السيريوم" ، أب. فيز. مثال ، المجلد. 8 ، رقم 1 ، ص. 015505 [https: // doi. org / 10.7567 / APEX.8.015505].
[8] Macco، B. وآخرون. 2014 ، "تنقل عالي في O2O3: أكاسيد موصلة شفافة H محضرة بواسطة ترسيب الطبقة الذرية وتبلور الطور الصلب" ، الحالة الفيزيائية الصلبة (RRL) ، المجلد. 8 ، رقم 12 ، ص 987-990 [https://doi.org/10.1002/pssr.201409426].
[9] إرفورت ، د. وآخرون. 2019 ، "الخصائص الكهربائية المحسّنة لماغنطرون DC النبضي المنثر بأكسيد الإنديوم المشبع بالهيدروجين بعد التلدين في الهواء" ، ماتر. علوم. سيميكون. بروك. ، المجلد. 89 ، ص 170 - 175 [https://doi.org/10.1016/j.mssp.2018.09.012].
[10] يو ، جيه وآخرون. 2016 ، "فيلم أكسيد الإنديوم المشبع بالتنغستن: جاهز لتعدين النحاس ثنائي الوجه لخلية السيليكون غير المتجانسة الشمسية" ، سول. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 144 ، ص 359–363 [https: // doi. org / 10.1016 / j.solmat.2015.09.033].
[11] نيوهاوس ، بى إف وآخرون. 2005 ، "الأفلام الرقيقة W-doped In2O3 عالية الحركة بالإلكترون عن طريق ترسيب الليزر النبضي" ، تطبيق. فيز. ليت. ، المجلد. 87 ، رقم 11 ، ص. 112108 [https://doi.org/10.1063/1.2048829].
[12] Asikainen، T.، Ritala، M.&؛ ليسكيلا ، إم 2003 ، "نمو ترسب الطبقة الذرية لأفلام الزركونيوم المخدر In2O3" ، أغشية صلبة رقيقة ، المجلد. 440 ، رقم 1 ، الصفحات 152-154 [https://doi.org/10.1016/S0040-6090 (03) 00822-8].
[13] Morales-Masis، M. et al. 2018 ، "In2O3 مخدر Zr-doped عالي التوصيل وشفاف كقطب أمامي للخلايا الشمسية" ، IEEE J. Photovolt. ، الصفحات 1-6 [https://doi.org/10.1109/ JPHOTOV.2018.2851306].
[14] Morales ‐ Masis، M. et al. 2017 ، "إلكترودات شفافة للإلكترونيات الضوئية الفعالة" ، Adv. إلكترون. ماتر ، المجلد. 3 ، رقم 5 ، ص. 1600529 [https: // doi. org / 10.1002 / aelm.201600529].
[15] Delahoy، AE&؛ Guo ، SY 2005 ، "ترسيب غشاء موصّل شفاف وشبه شفاف بواسطة بيئة تفاعلية ، رشاش كاثود أجوف" ، J. Vac علوم. تكنول. أ ، المجلد. 23 ، رقم 4 ، ص 1215-1220 [https://doi.org/10.1116/1.1894423].
[16] فان هيست ، MFAM وآخرون. 2005 ، "أكسيد الإنديوم المطلي بالتيتانيوم: موصل شفاف عالي الحركة" ، أب. فيز. ليت. ، المجلد. 87 ، رقم 3 ، ص. 032111 [https://doi.org/10.1063/1.1995957].
[17] مينج ، واي وآخرون. 2001 ، "غشاء رقيق موصل شفاف جديد In2O3: Mo" ، أغشية صلبة رفيعة ، المجلد. 394، No. 1–2، pp.218–222 [https://doi.org/10.1016/ S0040-6090 (01) 01142-7].
[18] يوشيدا ، واي وآخرون ، "تطوير المغنطرون بالترددات الراديوية الذي ينثر أكسيد الموليبدينوم الإنديوم" ، J. Vac. علوم. تكنول. أ ، المجلد. 21 ، رقم 4 ، ص 1092-1097 [https://doi.org/10.1116/1.1586281].
[19] وارمسينغ ، سي وآخرون. 2004 ، "أغشية رقيقة شفافة عالية الحركة موصلة بـ Mo-doped In2O3 بواسطة ترسيب الليزر النبضي" ، J.Apple. فيز. ، المجلد. 95 ، رقم 7 ، ص 3831–3833 [https://doi.org/10.1063/1.1646468].
[20] روسكي ، إف وآخرون. 2010 ، "تحسين النقل الكهربائي في أكسيد الزنك المخدر بالمعالجة الحرارية" ، J.Apple. فيز. ، المجلد. 107 ، رقم 1 ، ص. 013708 [https://doi.org/10.1063/1.3269721].
[21] Hüpkes، J. et al. 2014 ، "أفلام أكسيد الزنك مخدر مستقر بالحرارة الرطبة" ، أغشية صلبة رفيعة ، المجلد. 555 ، ص 48-52 [https://doi.org/10.1016/j.tsf.2013.08.011].
[22] Greiner، D. et al. 2011 ، "الاستقرار الحراري الرطب لأغشية أكسيد الزنك المخدر على ركائز ناعمة وخشنة" ، أغشية صلبة رفيعة ، المجلد. 520 ، رقم 4 ، ص 1285-1290 [https://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.04.190].
[23] Morales-Vilches، AB et al. 2018 ، "خلايا شمسية غير متجانسة من السيليكون خالية من ITO مع ZnO: أقطاب أمامية Al / SiO2 تصل إلى كفاءة تحويل 23٪" ، IEEE J. Photovolt.، Vol. 9، No. 1، pp.1–6 [https: // doi.org/10.1109/JPHOTOV.2018.2873307].
[24] بيفور ، إم وآخرون. 2014 ، "الخلايا الشمسية ذات الباعث الخلفي غير المتجانس من السيليكون: قيود أقل على الخواص الكهروضوئية من TCOs بالجانب الأمامي" ، Sol. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 122 ، ص 120 - 129 [https: // doi.org/10.1016/j.solmat.2013.11.029].
[25] باسيت ، ل. وآخرون. 2018 ، "سلسلة انهيار المقاومة للخلايا الشمسية غير المتجانسة المصنوعة من السيليكون المنتجة على الخط التجريبي CEA-INES" ، Proc. 35 الاتحاد الأوروبي PVSEC ، بروكسل ، بلجيكا ، الصفحات 721-724 [https: // doi. org / 10.4229 / 35thEUPVSEC20182018-2DV.3.21].
[26] Ling، ZP et al. 2015 ، "التحليل العددي ثلاثي الأبعاد للخلايا الشمسية ذات الرقاقة الهجينة غير المتجانسة مع نقاط التلامس الخلفية غير المتجانسة" ، AIP Adv. ، المجلد. 5 ، رقم 7 ، ص. 077124 [https: // doi.org/10.1063/1.4926809].
[27] كروز ، إيه وآخرون. 2019 ، "تأثير التكلفة الإجمالية للملكية الأمامية على أداء الخلايا الشمسية غير المتجانسة ذات الوصلة الخلفية للسيليكون: رؤى من المحاكاة والتجارب" ، سول. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 195 ، ص 339-345 [https://doi.org/10.1016/j. solmat.2019.01.047].
[28] وانج ، إ. وآخرون. 2019 ، "طريقة بسيطة بنموذج تحليلي لاستخراج مكونات مقاومة سلسلة الخلايا الشمسية غير المتجانسة واستخراج A-Si: H (i / p) لمقاومة التلامس بأكسيد موصل شفاف" ، AIP Conf. بروك. ، المجلد. 2147 ، رقم 1 ، ص. 040022 [https://doi.org/10.1063/1.5123849].
[29] كروز ، إيه وآخرون. 2019 ، "تأثير طبقات السيليكون على نمو ITO و AZO في الخلايا الشمسية غير المتجانسة من السيليكون" ، IEEE J. Photovolt. ، الصفحات 1-7 [https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2019.2957665].
[30] Muñoz، D.&أمبير؛ Roux، D. 2019 ، "السباق لتحقيق الكفاءة العالية في الإنتاج: لماذا أصبح الارتباط غير المتماثل جاهزًا الآن للسوق" ، Proc. 36th EU PVSEC ، مرسيليا ، فرنسا ، الصفحات 1-20.
[31] ستراهم ، ب وآخرون. 2019 ، "تحسينات أداء" HJT 2.0 "وفوائد التكلفة لإنتاج خلايا السيليكون غير المتجانسة" ، Proc. 36th EU PVSEC، Marseille، France، pp.300–303 [https: // doi. org / 10.4229 / EUPVSEC20192019-2EO.1.3].
[32] تشانغ ، د. وآخرون. 2013 ، "تصميم وتصنيع طلاء مضاد للانعكاس ثنائي الطبقة SiOx / ITO لخلايا السيليكون الشمسية غير المتجانسة" ، سول. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 117 ، ص 132 - 138 [https: // doi. org / 10.1016 / j.solmat.2013.05.044].
[33] Geissbühler، J. et al. 2014 ، "الخلايا الشمسية غير المتجانسة من السيليكون ذات الأقطاب الشبكية المطلية بالنحاس: الحالة والمقارنة مع تقنيات الأغشية الفضية السميكة" ، IEEE J. Photovolt.، Vol. 4 ، رقم 4 ، ص 1055-1062 [https://doi.org/10.1109/ JPHOTOV.2014.2321663].
[34] Herasimenka، SY et al. 2016 ، "ITO / SiOx: H stacks للخلايا الشمسية غير المتجانسة السيليكونية" ، سول. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 158 ، الجزء 1 ، ص 98-101 [https: // doi.org/10.1016/j.solmat.2016.05.024].
[35] Santbergen، R. 2016 ، "دليل لبرامج المحاكاة الضوئية للخلايا الشمسية: GENPRO4" ، المواد والأجهزة الكهروضوئية ، جامعة دلفت للتكنولوجيا.
[36] Haschke، J. et al. 2020 ، "النقل الجانبي في خلايا السيليكون الشمسية" ، J.Apple. فيز. ، المجلد. 127 [https: // doi. org / 10.1063 / 1.5139416].
[37] بيفور ، إم وآخرون. 2012 ، "تحسين تلامس a-Si: H (p) الباعث الخلفي لخلايا السيليكون الشمسية من النوع n" ، Sol. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 106 ، ص 11-16 [https: // doi. org / 10.1016 / j.solmat.2012.06.036].
[38] Procel، P. et al. 2018 ، "التقييم النظري لمكدس الاتصال للخلايا الشمسية IBC-SHJ ذات الكفاءة العالية" ، سول. مادة الطاقة. سول. الخلايا ، المجلد. 186 ، ص 66-77 [https://doi.org/10.1016/j.solmat.2018.06.021].
[39] Luderer، C. et al. 2019 ، "مقاومة التلامس لـ TCO / a-Si: H / c-Si غير المتجانسة" ، Proc. 36th EU PVSEC ، مرسيليا ، فرنسا ، ص 538-540 [https: // doi. org / 10.4229 / EUPVSEC20192019-2DV.1.48].
[40] Messmer، C. et al. 2019 ، "تأثير الأكاسيد البينية في TCO / doped Si رقيقة ملامسة على نقل حامل الشحن لجهات الاتصال الخاملة" ، IEEE J. Photovolt. ، الصفحات 1-8 [https://doi.org/10.1109/ JPHOTOV.2019.2957672 ].
[41] كوكس ، RH&أمبير ؛ Strack ، H. 1967 ، "جهات الاتصال الأومية لأجهزة GaAs" ، Solid-State Electron. ، المجلد. 10 ، رقم 12 ، الصفحات 1213-1218 [https://doi.org/10.1016/0038- 1101 (67) 90063-9].
[42] Fellmeth، T.، Clement، F.&؛ Biro ، D. 2014 ، "النمذجة التحليلية لخلايا السيليكون الشمسية ذات الصلة بالصناعة" ، IEEE J. Photovolt. ، Vol. 4 ، رقم 1 ، ص 504-513 [https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2013.2281105].
