ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной задачи фотоволь-таики – снижение стоимости электричества, вырабатываемого солнечными элементами (СЭ) из кристаллического кремния (c-Si). С этой целью разрабатывают различные подходы, направленные на: (i) повышение КПД СЭ; (ii) уменьшение толщины СЭ, т.к. более половины стоимости солнечного модуля составляет стоимость c-Si пластин; (iii) изготовление СЭ из кремния n-типа, т.к. их КПД выше и оно не деградирует по сравнению с СЭ из кремния р-типа, которые сейчас доми-нируют в производстве; (iv) исключение из металлизации, т.к. рост цен на серебро и ограниченность запасов являются препятствием на пути развития кремниевой фотоволь-таики до тераваттного масштаба; (v) разработку СЭ с контактами на тыльной стороне для повышения КПД и удешевления сборки модуля; (vi) разработку двусторонних СЭ, энерго-выработка которых выше, чем у односторонних СЭ той же номинальной мощности за счет освещения тыльной стороны; (vii) развитие концентраторного подхода, основанного на концентрировании солнечного света с помощью более дешевых линз и отражателей. При этом показано, что в наибольшей степени преимущество двусторонних СМ раскрывается в концентраторных системах за счет меньшей на рабочей температуры. Отметим, что эти разработки зачастую развиваются параллельно. Например, на рынке нет двусторонних концентраторных СЭ, т.е. таких СЭ, КПД которых не уменьшался бы при концентрации света 3–5Х. Авторы проекта ранее предложили конструкцию СЭ Laminated Grid Cell (LGCell), ко-торая состоит из: (1) электродов из пленок прозрачных проводящих оксидов (TCO), нане-сенных на обе поверхности СЭ c [n+(n или p)p+]Si структурой, которые одновременно вы-полняют роль антиотражающего и пассивирующего покрытия; а также (2) контактной сетки из проволоки, прикрепленной к поверхности ТСО низкотемпературным ламиниро-ванием. СЭ LGCell имеет потенциал реализовать все перечисленные выше подходы. Та-ким образом, предлагаемая в проекте разработка двустороннего концентраторного крем-ниевого СЭ элемента является актуальной задачей. В ходе выполнения предыдущего гранта РФФИ 11-08-01301-а были получены двусто-ронние низкоконцентраторные СЭ конструкции LGCell, которые не имеют аналогов (ри-сунок). В проекте предлагается продолжить работы в этом направлении с целью увеличения КПД двустороннего концентраторного СЭ конструкции LGCell и максимальной концен-трации света. С этой целью необходимо провести большой объем разработок и исследова-ний с учетом специфики разрабатываемого СЭ (низкое последовательное сопротивление) Для этого необходимо оптимизировать процессы диффузии, исследовать новые варианты обработки и пассивации поверхности, а также формирования контактной системы. Для выполнения проекта будут привлечены специалисты из НИИ ядерной физики МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва), ФТИ им. А.Ф. Иоффе (г. Санкт-Петербург), ИПЛИТ РАН (г. Шатура), Института физики молекул и кристаллов УНЦ РАН (г. Уфа), Института элементоорганических соединений РАН (г. Москва).

Проект был направлен на улучшение параметров концентраторных двусторонних солнечных элементов (СЭ) из кристаллического кремния (Cz-Si) на основе разрабатываемой авторами проекта конструкции СЭ Laminated Grid Cell (LGCell). В LGCell пленки прозрачных проводящих оксидов (ТСО) одновременно выполняют функцию антиотражающего покрытия и прозрачного токосъемного электрода, а электрические контакты к ТСО не содержат серебро и формируются с помощью ламинированных проволок. Цели проекта достигнуты, план работы выполнен. В частности, исследовано – применение 4-х технологических маршрутов изготовления (p+nn+)Cz-Si структуры; – влияние травления p+ эмиттера на параметры солнечных элементов LGCell; – удельное сопротивление ρС контактов проволока/ТСО (ТСО: IFO, ITO и AZO) в зависимости от морфологии поверхности Si и от удельного сопротивления ТСО (метод измерения ρС был модифицирован с учетом специфики ламинированных контактов); – сопротивление контактов пленок ITO и IFO к диффузионным слоям (использован разработанный авторами подход. Режим выращивания пленок IFO был модифицирован с целью уменьшения сопротивления контакта IFO/n+-Si); – влияние толщины пленок IFO и ITO на их электрические и оптические свойства; – применение прозрачных проводящих полимерных материалов для прикрепления проволок к ТСО. В результате исследований был получен ряд солнечных элементов LGCell, параметры которых (КПД, верхняя граница рабочего диапазона концентрирования света Сmax) непрерывно улучшались в ходе Проекта. Как показал анализ литературы, полученные результаты находятся на самом высоком мировом уровне.