Exploración de tecnologías e innovaciones de células solares fotovoltaicas

El principio de las células solares fotovoltaicas

1. **Absorción y transmisión de fotones:** Cuando se exponen a la luz, los fotones con energía menor que el ancho de la banda prohibida no se absorben y pasan a través de la célula solar.
2. **Pérdida de energía en fotones de alta energía:** Los fotones con energía mayor que la banda prohibida crean pares electrón-hueco, lo que provoca cierta pérdida de energía.
3. **Separación y transporte de carga:** Existen pérdidas dentro de la unión pn debido a la separación y transporte de portadores de carga fotogenerados.
4. **Pérdidas por recombinación:** Durante el transporte de portadores fotogenerados, se producen pérdidas por recombinación.
5. **Caída de voltaje:** El voltaje de salida experimenta una caída, lo que provoca pérdidas de voltaje en los contactos.

Reducción de pérdidas eléctricas

1. Utilice obleas de silicio de alta calidad con buena estructura cristalina.
2. Desarrollar técnicas ideales de formación de uniones pn.
3. Implementar técnicas óptimas de pasivación.
4. Emplear tecnologías eficientes de contacto con metales.
5. Utilice tecnologías avanzadas de campo delantero y trasero.

Reducir las pérdidas ópticas

Para mejorar la eficiencia de las celdas minimizando las pérdidas ópticas, se han desarrollado varias teorías y tecnologías que atrapan la luz, incluida la texturización de la superficie para reducir la reflexión, revestimientos antirreflectantes de la superficie frontal, revestimientos reflectantes de la superficie posterior y áreas de sombreado de líneas de cuadrícula más pequeñas.

TOPCon (contacto pasivado con óxido de túnel)

Las células solares TOPCon se consideran la próxima generación después de la tecnología PERC. En comparación con otras tecnologías emergentes como HJT e IBC, TOPCon se puede actualizar a partir de líneas PERC o PERT existentes con una menor inversión de capital y puede lograr una ganancia de eficiencia de aproximadamente el 1 %.

Estructura de las células solares TOPCon

La parte frontal de las células solares TOPCon es similar a las células solares convencionales de tipo N o N-PERT, y comprenden un emisor de boro (p+), una capa de pasivación y un revestimiento antirreflectante. La tecnología central reside en el contacto pasivado posterior, que consta de una capa ultrafina de óxido de silicio (1-2 nm) y una fina película de silicio mixto microcristalino dopado con fósforo. Para aplicaciones bifaciales, la metalización se logra mediante serigrafía de rejillas de Ag o Ag-Al en el frente y rejillas de Ag en la parte posterior.

Contacto pasivado con óxido de túnel

La estructura TOPCon, que logra una alta eficiencia de conversión del 25,7%, está compuesta por una fina capa de óxido de túnel y una capa de polisilicio dopada con fósforo. La capa de polisilicio dopada con fósforo se puede producir cristalizando a-Si:H o depositando polisilicio usando LPCVD. Esto convierte a TOPCon en un candidato prometedor para la tecnología de células solares de alta eficiencia.

Tecnología de heterounión (HJT)

La tecnología de heterounión (HJT) combina tecnología de película delgada de silicio cristalino y silicio amorfo, logrando eficiencias del 25% o más. Las células HJT superan a la tecnología PERC actual en eficiencia y potencia de salida.

Estructura de las células solares HJT

Las células HJT utilizan una oblea de silicio monocristalino como sustrato. La parte frontal de la oblea se deposita secuencialmente con una película intrínseca a-Si:H y una película a-Si:H tipo p para formar una heterounión pn. La parte posterior se deposita con películas a-Si:H intrínsecas y de tipo n para formar un campo de superficie posterior. Luego se depositan películas de óxido conductor transparente, seguidas de electrodos metálicos mediante serigrafía, lo que da como resultado una estructura simétrica.

Ventajas de las células solares HJT

- **Flexibilidad y Adaptabilidad:** La tecnología HJT garantiza una excelente capacidad de producción incluso en condiciones climáticas extremas, con un coeficiente de temperatura más bajo que las células solares tradicionales.
- **Longevidad:** Las células solares HJT pueden funcionar de manera eficiente durante más de 30 años.
- **Mayor eficiencia:** Los paneles HJT actuales alcanzan eficiencias entre el 19,9% y el 21,7%.
- **Ahorro de costos:** El silicio amorfo utilizado en los paneles HJT es rentable y el proceso de fabricación simplificado hace que HJT sea más asequible.

Células solares de perovskita

Al alcanzar por primera vez una eficiencia del 4 % en 2009, las células solares de perovskita (PSC) alcanzaron una eficiencia del 25,5 % en 2021, lo que atrajo un importante interés académico. La rápida mejora de las PSC las posiciona como una estrella en ascenso en la energía fotovoltaica.

Estructura de las células solares de perovskita

Las celdas de perovskita avanzadas suelen constar de cinco componentes: óxido conductor transparente, capa de transporte de electrones (ETL), perovskita, capa de transporte de huecos (HTL) y electrodo metálico. La optimización de los niveles de energía y las interacciones de estos materiales en sus interfaces sigue siendo un área de investigación apasionante.

El futuro de las células solares de perovskita

La investigación sobre perovskitas probablemente se centrará en reducir la recombinación mediante pasivación y reducción de defectos, incorporando perovskitas 2D y optimizando los materiales de interfaz. Mejorar la estabilidad y reducir el impacto ambiental son áreas clave de estudio futuro.

Control de calidad en la producción de células solares fotovoltaicas

Las células fotovoltaicas de silicio cristalino dominan el mercado de células solares comerciales y representan más del 90% de las ventas mundiales. Las eficiencias de laboratorio superan el 25 % para las células monocristalinas y el 20 % para las células policristalinas, pero los módulos industriales alcanzan el 18 %-22 % en condiciones de prueba estándar.

Grabado y texturizado

El daño superficial se elimina mediante grabado y el texturizado crea una superficie que atrapa la luz, lo que reduce las pérdidas por reflexión. La medición de la reflectancia monitorea este proceso.

Difusión y aislamiento de bordes

Se forman capas de difusión sobre obleas de silicio para crear uniones pn. Se deposita una capa de pasivación para mejorar la eficiencia de las células solares de película delgada, monitoreada a través de la vida útil de los portadores minoritarios, el espesor de la oblea y el índice de refracción.

Recubrimiento antirreflectante

Se aplica un revestimiento antirreflectante a la superficie de la oblea de silicio para mejorar la absorción de la luz. PECVD se utiliza para depositar una película delgada que también sirve como capa de pasivación. La transmitancia y la uniformidad de la resistencia de la lámina son parámetros de medición clave.

Fabricación de electrodos

Los electrodos de la línea de cuadrícula están serigrafiados en el frente y los electrodos de campo trasero y traseros están impresos en la parte posterior. El control de temperatura, la precisión del punto y la relación de aspecto de la cuadrícula son indicadores de monitoreo críticos durante el secado y la sinterización.

Si está interesado en obtener más información sobre nuestras ofertas de almacenamiento de energía solar, le animamos a explorar nuestra línea de productos. Ofrecemos una gama de paneles y baterías diseñados para diversas aplicaciones y presupuestos, por lo que seguramente encontrará la solución adecuada a sus necesidades.

 

Sitio web:www.fgreenpv.com

Email:Info@fgreenpv.com

Whatsapp:+86 17311228539