最初发表在ECOreport。
当前的光伏太阳能装置所产生的电力不足以实现德国的目标能源转换。在未来的15年中,光伏发电将必须增长十倍。使用使用激光发射触点(LFC)技术的高性能替代产品,这可能是可能的。拉尔夫·普鲁(Ralf Preu)和扬·内卡达(Jan Nekarda)因开发更高效的太阳能电池而获得了2016年约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖。
开发更高效的太阳能电池
大多数太阳能电池的背面都涂有允许电流流动的宽表面金属触点。弗劳恩霍夫(Fraunhofer)在新闻稿中解释了如何通过在电池的接触层和硅晶圆之间插入非常薄的非导电层来提高效率:
充当镜子,该层反射了将晶片穿透回到硅晶片时未被吸收的阳光份额。由于正面也将该光反射回晶片中,因此它也被捕获在硅晶片中,从而提高了太阳能电池的效率。从晶片汲取电力需要在非导电层中有许多小孔,以便在电极金属和硅晶片之间建立接触。LFC程序通过单个激光脉冲就可以在每个晶圆上创建这些大约100,000个触点中的每个触点。
“挑战在于以完全建立接触的方式协调脉冲,同时将对硅的损害保持在最小水平。在这里至关重要的是,激光的影响必须限制在50到2,000纳秒之间。”弗劳恩霍夫ISE集团经理Jan Nekarda博士解释说。
用这种方法制成的PERC太阳能电池的绝对效率提高了百分之一。今天的太阳能电池效率约为20%,相对而言约为5%。我们在系统中获得了另外2%的收益,这意味着我们将整体能源产量提高了7%。 Ralf Preu(弗赖堡弗劳恩霍夫太阳能系统研究所光伏生产技术和质量保证部门总监)很高兴报告。
产量增加7%意味着材料成本降低,而产生相同电量所需的土地数量减少7%。
太阳能电池的下一个进化阶段
LFC技术已经投入生产。
“仅在今年,制造商就在实施中投入了超过2亿欧元。这最终意味着将建立硅太阳能电池的下一个进化阶段。”
Hannah Q Cells生产了超过2000万个细胞。
图片积分:为了批量生产高效太阳能电池,Jan Nekarda博士和Dr.-Ing博士进行了研究。Ralf Preu(从左到右)开发了激光发射接触(LFC)工艺。©Fraunhofer ISE
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