Font: www.ise.fraunhofer.de
L'ús de contactes portadors i selectius de càrrega permet la realització de les més altes eficiències de les cèl·lules solars alhora que preserva una seqüència de procés potencialment magra. Amb un 25,3 % per a una cèl·lula solar de tipus n amb càrrega completa carrier-contacte selectiu posterior, Fraunhofer ISE manté el rècord mundial de cèl·lules solars de silici contactades a banda i banda. El silici de tipus n ofereix l'avantatge d'una major tolerància a les impureses. No obstant això, a causa del menor coeficient de segregació en comparació amb el silici tipus p, la variació en la resistència a la base augmenta. Gràcies al flux de corrent unidimensional de cèl·lules solars amb contactes portadors de càrrega-selectius, la resistència a la base no influeix significativament en el rendiment cel·lular. Es va demostrar per primera vegada que es poden aconseguir eficiències superiors al 25 % per a resistències base entre 1 i 10 Ωcm.
El contacte portador-selectiu de càrrega TOPCon (contacte passivat d'òxid de túnel) desenvolupat a Fraunhofer ISE es basa en un òxid de túnel ultraprim en combinació amb una fina capa de silici i permet una excel·lent selectivitat portadora de càrrega. Utilitzant aquesta part posterior TOPCon (estructura cel·lular, fig. 1, 20'20 mm2), un grau d'eficiència rècord del 25,3 % (VOc= 718 mV, Js= 42,5 mA/cm2, FF = 82,8%) es podria aconseguir en silici de tipus n per a una cèl·lula solar contactada per ambdues cares.
La qualitat de l'oblia de silici és essencial per a la producció de cèl·lules solars d'alta eficiència. A causa de la major tolerància a les impureses, així com a la manca de degradació induïda per la llum (LID), els graus d'eficiència actualment més alts s'aconsegueixen tant en silici tipus n (tant al laboratori com en la producció). No obstant això, el menor coeficient de segregació de silici de tipus n en comparació amb el silici de tipus p provoca una major variació en la resistència a la base durant el creixement del cristall. Per a les cèl·lules solars amb estructures laterals pronunciades (PERC, IBC), només es poden utilitzar neules de silici amb certes resistències a la base i, per tant, només es pot utilitzar una part de tota la vareta de cristall. No obstant això, a causa del flux de corrent unidimensional en la base de la cèl·lula solar TOPCon, la resistència a la base no té una influència significativa en el rendiment de les cèl·lules solars. Vam poder demostrar que això també es pot implementar en aplicacions pràctiques per a graus més alts d'eficiència. Hem aconseguit eficiències ≥25 % per a resistència base entre 1 i 10 Ωcm. Tensions de circuit obert (VOc) >715 mV i els factors de farciment (FF) >81,5 % es van aconseguir per a totes les resistències base.
