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研究和发展

IMEC展示了通往高效太阳能的现实道路

19 Sep 2010

制造工艺的不断变化将使电池批量生产的转换效率达到20%。

IMEC这家比利时研究机构致力于突破半导体器件性能的极限,它已经为适合大规模生产的高效太阳能电池树立了新的世界最佳水平。

在最近 欧洲光伏太阳能会议与展览会(EUPVSEC)由约阿希姆·约翰(Joachim John)领导的IMEC团队在西班牙巴伦西亚举行的活动表明,相对简单的生产工艺变更如何使晶体硅电池效率提高了19.4%。

尽管这绝不是太阳能电池的最佳转换效率-该记录由 40%的多结器件 John强调基于先进的化合物半导体-可以在现有的硅电池生产线上实施IMEC的改进。

这是关键。尽管技术上很有趣,但革命性的电池体系结构或以非常规方式生产的破纪录的电池在短期内极不可能大规模生产。 IMEC表明,可以在当今广泛使用的大面积小区平台上提供更高的效率。

务实的方法
IMEC的方法完全是一种实用的方法:“我们的目标是开发流程的“工具箱”,” John告诉他 Opticals.org。该研究所制定了路线图,概述了从现在到2020年可以预期的改进-到那时欧洲联盟希望从可再生资源中生产其能源的20%。

为了达到该目标,太阳能电池的生产将需要增加几个数量级,同时其成本必须保持足够低。 IMEC取得进展的一个关键例子是改变触点材料,将银丝网印刷触点替换为镀铜触点,从而将转换效率从19.1%提高到19.4%。这种转换将带来额外的好处,因为随着产量的增加,当今电池中贵金属触点的广泛使用将不再可行。

IMEC所做的其他进化改进是基于背面钝化和激光烧蚀来改善细胞纹理。约翰说:“可以通过基于丝网印刷银触点的金属化方案来获得这种效率,这一事实使之与当前的工业实践兼容。”

改进是在IMEC位于比利时鲁汶的新太阳能电池工艺设施中获得的,该研究所旨在弥合中试规模和工业规模生产之间的差距,并帮助批量生产商改善其电池。

在2009年的EUPVSEC活动上,IMEC团队提出了18.5%的电池效率,而IMEC太阳能计划总监约翰的同事Jef Poortmans说,实际电池的更高效率正在酝酿中,他说:“我们预计将进一步提高大面积硅电池的效率至20%。”

可持续的工业制造
Poortmans补充说:“这项成就是朝着高效制造可持续,低成本,薄硅电池的工业制造迈出的重要一步。”硅电池的最大理论效率极限约为30%,尽管硅电池的最佳效率接近25%,但这个记录是使用不适合在合理的条件下进行批量生产的小尺寸电池实现的成本。

将最新的技术改进成果投入生产的时间预计不会很长,特别是因为结果是作为IMEC太阳能电池工业联盟计划的一部分提供的,该计划涉及许多工业合作伙伴。

最近报告了与批量生产兼容的电池效率有所改善的其他公司包括 肖特太阳能凭借改进的电池钝化技术,该产品现在可以在制造环境中以18%的峰值效率提供电池,而这家中国公司 英利太阳能.

英利一直与 荷兰能源研究中心(ECN) n型硅电池的效率不会随时间降低。约翰认为,英利已经能够在短短六个月内对其在中国的批量生产线进行必要的变更。

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