Investigadores del Laboratorio Estatal Clave de Ciencia y Tecnología Fotovoltaica de China, de Trina Solar, y del Grupo Amrock, con sede en Australia, han publicado un artículo científico que proporciona información sobre cómo el fabricante de paneles ha sido capaz de lograr una eficiencia de conversión del 23,22% y un voltaje de circuito abierto (Voc) de 711,9 mV para una célula solar policristalina bifacial desarrollada con tecnología cast mono.
Trina anunció los resultados, confirmados independientemente por el ISFH CalTeC en Alemania, en noviembre de 2019. Las tres partes describieron sus hallazgos en “Industrial TOPCon solar cells on n-type quasi-mono Si wafers with efficiencies above 23%“, recientemente publicado en Solar Energy Materials and Solar Cells. Aplicaron un diseño TOPCon a un área de 2 x 2 centímetros cuadrados de una oblea de tipo n cuasi-mono de 157,4 mm x 157,4 mm con un grosor de 180 μm. Aplicaron un proceso alcalino de limpieza y textura a la oblea.
La oblea se pasivó con una película dieléctrica apilada seguida de un tratamiento térmico en un horno de cocción para activar la pasivación, después de eliminar los daños de la sierra. Los científicos la describieron la pasivación de la superficie como “excelente”.
“El proceso i-TOPCon originalmente desarrollado para las obleas mono de Czochralski (Cz) podría aplicarse directamente sin modificación a las obleas cuasimono fundidas y proporcionar una excelente pasivación en la parte delantera y trasera”, dijeron los investigadores.
Cuantificaron la diferencia de proceso entre el material monocristalino Cz y el material monocristalino fundido preparando en paralelo las células fabricadas por las obleas Cz y las cuasi-mono. “En comparación, en las células cuasi-mono, la recombinación en masa domina la pérdida de potencia, mientras que las pérdidas en la parte delantera se reducen y son proporcionalmente menos perjudiciales”, explicaron.
Afirmaron que la eficiencia media de la célula, probada en la propia empresa con una célula de referencia calibrada, es del 22,98%. “El análisis de pérdida de potencia proporcionado por el Sinton FCT-450 confirmó que la recombinación en masa del cuasi-mono juega un papel dominante, a diferencia de las células Cz mono, donde la recombinación en el emisor está restringiendo principalmente la eficiencia”, dijeron los científicos, señalando que el Sinton FCT-450 es un medidor de flash utilizado para las mediciones intravenosas internas de las células solares.
Los investigadores dijeron que podrían optimizar aún más la eficiencia de la célula en el futuro cuando la calidad de los materiales mejore. “Investigaciones adicionales muestran que una baja densidad de corriente de saturación inversa (J0) de la parte delantera y trasera podría alcanzar un Voc de más de 710 mV”, dijeron.
Las células solares de fundición monofásica se producen con silicio fundido monofásico o cuasimono cristalino. El proceso de fundición mono permite la producción de material de obleas “mono” utilizando un horno multicristalino modificado y evita la costosa inversión en maquinaria para la extracción de lingotes. Las obleas de mono colada son menos susceptibles de recombinación causada por defectos de boro-oxígeno y tienen la ventaja de una menor degradación inducida por la luz.
La fabricación de obleas de monofilamento fundido surgió a principios del decenio, pero su importancia ha disminuido debido a la falta de capacidad de las líneas de producción. Sin embargo, como los paneles monocristalinos más eficientes superan a los multi como estándar de la industria, los productores de policristalinos han vuelto a la tecnología del cast mono para evitar un nuevo gasto en equipos de producción.
Canadian Solar dijo el año pasado que había logrado una eficiencia del 22,8% para su célula solar multicristalina P5 de tipo p, basada en la tecnología de cast mono. Solo unos meses antes, su competidora GCL Systems Integration anunció módulos de tecnología cast mono con una eficiencia del 18,9%.
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