Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕАКТОРОВ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ 5-ГО ПОКОЛЕНИЯ (GEN5 PECVD) ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ГЕТЕРОПЕРЕХОДНЫХ КРЕМНИЕВЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЯЧЕЕК

https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.10-12.094-103

Полный текст:

Аннотация

В рамках работы производится оценка потенциала использования реакторов плазмохимического осаждения из газовой фазы 5-го поколения (Gen5 (1.4 m2) KAI PECVD), которые изначально разрабатывались в целях создания двухкаскадных тонкопленочных кремниевых (микроморфных) модулей, для производства высокоэффективных гетероструктурных кремниевых (Si-HJ) солнечных ячеек. Показано, что данные реакторы могут обеспечивать отличную равномерность как оптических, так и электрических свойств слоёв гидрогенизированного аморфного кремния по всей поверхности подложкодержателя, размеры которой составляют 110 130 см2. На кремниевых подложках n-типа, изготовленных методом зонной плавки (n-type FZ c-Si), достигается пассивация поверхности с низкой скоростью поверхностной рекомбинации (<4 см/с). Первая часть работы проводилась на пилотной линии ООО «НТЦ ТПТ» (ФТИ им. Иоффе, Россия, Санкт-Петербург), где >были получены гетероструктурные кремниевые солнечные ячейки со средней эффективностью, составляю-щей более 21,5 %. В дальнейшем данные результаты были перенесены на производственную линию завода ООО «Хевел» (Россия, Чебоксары), где при использовании коммерческих 6-дюймовых CZ c-Si подложек и плазмохимических реакторов Gen5 KAI PECVD также были получены Si-HJ солнечные ячейки со средней эффективностью более 21,5 %. Показано, что данные реакторы потенциально могут быть успешно применены для производства солнечных ячеек с эффективностью преобразования более 22 %. Из полученных высокоэффективных гетероструктурных кремниевых солнечных ячеек были собраны солнечные модули. Продемонстрирован потенциал для получения солнечных модулей с вырабатываемой мощностью более 300 Ватт.

 

 

Об авторах

С. Аболмасов
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике
Россия


А. Абрамов
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике
канд. физ.-мат. наук, руководитель отдела по солнечной энергетике ООО «НТЦ ТПТ», старший научный сотрудник ФТИ им. А.Ф. Иоффе.


Д. Андроников
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике
канд. физ.-мат. наук, главный технолог ООО «НТЦ ТПТ», научный сотрудник ФТИ им. А.Ф. Иоффе.


К. Емцев
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике


Г. Иванов
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике


И. Няпшаев
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике


Д. Орехов
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике
канд. техн. наук, генеральный директор


А. Семенов
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике


Е. Теруков
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
д-р техн. наук, зам. генерального директора по научной работе


А. Титов
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
аспирант ФТИ Иоффе РАН, сотрудник ООО НТЦ ТПТ


И. Шахрай
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике


Г. Шелопин
НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике


Список литературы

1. Das, U.K. Surface passivation and heterojunction cells on Si (100) and (111) wafers using dc and rf plasma deposited Si: H thin films / U.K. Das [et al.] // Applied Physics Letters. – 2008. – Vol. 92. – P. 063504.

2. Descoeudres, A. Improved amorphous/crystalline silicon interface passivation by hydrogen plasma treatment / A. Descoeudres [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2011. – Vol. 99. – P. 123506-1–123506-3.

3. Wolf, S.D. High-efficiency silicon heterojunction solar cells: A review / S.D. Wolf [et al.] // Green. – 2012. – Vol. 2 – P. 7.

4. Korte, L. Advances in a-Si: H/c-Si heterojunction solar cell fabrication and characterization / L. Korte [et al.] // Solar Energy Materials & Solar Cells. – 2009. – Vol. 93. – P. 905–910.

5. Taguchi, M. Obtaining a higher Voc in HIT cells / Taguchi, M. [et al.] // Prog. Photovolt: Res. Appl. – 2005. – Vol. 13. – P. 481–488; doi:10.1002/pip.646.

6. Tanaka, M. Development of a new heterojunction structure (ACJ -HIT) and its application to polycrystalline silicon solar cells / M. Tanaka [et al.] // Progress in Photovoltaics. – 1993. – Vol. 1. – P. 85.

7. Green, M.A. Commercial progress and challenges for photovoltaics / M.A. Green // Nature Energy. – 2016. – Vol. 1. – No. 1. – P. 1–4.

8. Taguchi, M. 24.7% Record Efficiency HIT Solar Cell on Thin Silicon Wafer / M. Taguchi [et al.] // IEEE Journal of Photovoltaics. – 2014. – Vol. 4. – P. 96.

9. Masuko, K. Achievement of More Than 25% Conversion Efficiency with crystalline Si Heterojunction Solar Cell / K. Masuko [et al.] // IEEE J. Photovoltaics. – 2014. – Vol. 4. – No. 6. – P. 1433–1435.

10. Descoeudres, A. >21% efficient silicon heterojunction solar cells on n- and p-type wafers compared / A. Descoeudres [et al.] // IEEE Journal of Photovoltaics. – 2013. – Vol. 3. – P. 83.

11. Sinton, R.A. Contactless determination of current–voltage characteristics and minority-carrier lifetimes in semiconductors from quasi-steady-state photoconductance data / R.A. Sinton, A. Guevas // Applied Physics Letters. – 1996. – Vol. 69. – P. 2510.

12. Nagel, H. Generalized analysis of quasi-steady-state and quasi-transient measurements of carrier lifetimes in semiconductors / H. Nagel, C. Berge, A.G. Aberle // Journal of Applied Physics. – 1999. – Vol. 86. – P. 6218.

13. Kampwerth, H. Measurement of Carrier Lifetime, Surface Recombination Velocity and Emitter Recombination Parameters / H. Kampwerth. – Photovoltaic Solar Energy. – 2017. – P. 339–349.

14. Ballif, C. Smartwire solar cell interconnection technology / C. Ballif [et al.] // Proceedings of the 29th European Photovoltaic Specialist Conference and Exhibition. – 2014. – P. 2555–2561.

15. Papet, P. New Cell Metallization Patterns for Heterojunction Solar Cells Interconnected by the Smart Wire Connection Technology / P. Papet [et al.] // Energy Procedia. – 2015. – Vol. 67. – P. 203.

16. Bassi, N. GridTOUCH: Innovative Solution for Accurate IV Measurement of Busbarless Cells in Production and Laboratory Environments / N. Bassi [et al.] // Proceedings 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference. – 2014. – Vol. I. – P. 1180.

17. Fujiwara, H.Impact of epitaxial growth at the heterointerface of a-Si:H∕c-Si solar cells / H. Fujiwara, M. Kondo // Applied Physics Letters. – 2007. – Vol. 90. – P. 013503.

18. Descoeudres, A.The silane depletion fraction as an indicator for the amorphous/crystalline silicon interface passivation quality / A. Descoeudres [et al.] // Applied Physics Letters. – 2010. – Vol. 97. – P. 183505.

19. De Wolf, S. High-efficiency silicon heterojunction solar cells: From physics to production lines / S. De Wolf [et al.] // Proceedings 10th Solid-State and Integrated Circuit Technology IEEE Conference. – 2010. – Vol. 1. – P. 1986.

20. Strahm, B. Uniformity and Quality of Monocrystalline Silicon Passivation by Thin Intrinsic Amorphous Silicon in a New Generation Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition Reactor / B. Strahm [et al.] // Proceedings Materials Research Society Symposium. – 2010. – Vol. 1245. – P. A01-04.

21. Abolmasov, S.N. Use of industrial KAI-1200 PECVD reactors for manufacturing of high-efficiency silicon heterojunction solar cells / S.N. Abolmasov [et al.] // submitted to Technical Physics.


Для цитирования:


Аболмасов С., Абрамов А., Андроников Д., Емцев К., Иванов Г., Няпшаев И., Орехов Д., Семенов А., Теруков Е., Титов А., Шахрай И., Шелопин Г. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕАКТОРОВ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ 5-ГО ПОКОЛЕНИЯ (GEN5 PECVD) ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ГЕТЕРОПЕРЕХОДНЫХ КРЕМНИЕВЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЯЧЕЕК. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(10-12):94-103. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.10-12.094-103

For citation:


Abolmasov S., Abramov A., Andronikov D., Emtsev K., Ivanov G., Nyapshaev I., Orekhov D., Semenov A., Terukov E., Titov A., Shakhrai I., Shelopin G. STUDY ON THE USE OF GEN5 PECVD REACTORS FOR PRODUCTION OF HIGH-EFFICIENCY SILICON HETEROJUNCTION SOLAR CELLS. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(10-12):94-103. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.10-12.094-103

Просмотров: 10


ISSN 1608-8298 (Print)