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El objetivo del equipo era mejorar la uniformidad de áreas grandes reemplazando los electrodos de plata serigrafiados por electrodos de cobre chapados de alta calidad y bajo costo.
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La tecnología solar sigue avanzando en la lucha contra el cambio climático. Los investigadores presentan un desarrollo en forma de células solares de heterounión de silicio (SHJ). Estas células tienen el potencial de revolucionar las aplicaciones fotovoltaicas y reducir significativamente las emisiones de carbono.
Un equipo de investigadores de Suzhou Maxwell Technologies Co. Ltd., la Universidad de Soochow, la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad Tecnológica de Dalian presentaron recientemente un enfoque para la fabricación de células solares SHJ. Sus resultados demuestran que la eficiencia de conversión de energía alcanza un impresionante 26,4%. Las células solares SHJ ofrecen varias ventajas como: B. alta eficiencia de conversión de energía, procesamiento rentable y bajos coeficientes de temperatura. Sin embargo, su implementación a gran escala se ha visto obstaculizada por procesos de fabricación costosos y no escalables. Estas limitaciones han obstaculizado su éxito comercial.
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El equipo menciona que el éxito comercial de la tecnología SHJ de alta eficiencia continúa viéndose obstaculizado por los desafíos de implementar de manera rentable múltiples pasos del proceso en un entorno de producción, particularmente para la deposición de capas de ventanas altamente transparentes y la metalización de bajo costo. Investigaron alternativas a los métodos de fabricación tradicionales para superar estos desafíos. Reemplazaron el a-Si:H dopado convencional con silicio nanocristalino hidrogenado dopado (nc-Si:H) y sus aleaciones con oxígeno (nc-SiOx:H) y carbono (nc-SiC:H) para reducir la absorción parásita y la resistencia en serie.
Sistemas VHF PECVD y electrodos de cobre chapado.
Una innovación clave en su enfoque fue el uso de sistemas de deposición química de vapor mejorada por plasma (PECVD) de muy alta frecuencia (VHF) en lugar de sistemas de radiofrecuencia estándar. Los sistemas VHF PECVD ofrecen tasas de deposición más rápidas y un menor bombardeo de iones, lo que promueve un rendimiento superior. Sin embargo, el uso de sistemas VHF PECVD presentó sus propios desafíos, incluida la necesidad de cámaras de reactor más pequeñas para mantener la uniformidad de las películas depositadas. El segundo gran obstáculo fue el costoso proceso de metalización de las células solares SHJ, que utilizaba principalmente pasta de plata a baja temperatura. El uso de electrodos de cobre recubiertos asépticos, a diferencia de los tradicionales electrodos de plata serigrafiados, mejoró significativamente la densidad de corriente y el factor de llenado, lo que finalmente resultó en una eficiencia de conversión de energía récord mundial del 26,41% para células solares de c-Si de tamaño completo.
Estos avances prometen células solares SHJ escalables, asequibles y eficientes que pueden contribuir significativamente a reducir las emisiones de carbono y mitigar el cambio climático. Dado que las técnicas de deposición son compatibles con los procesos industriales existentes, esta investigación abre la puerta a una mayor innovación en el campo de las tecnologías fotovoltaicas. El profesor Yang destacó la necesidad de seguir investigando y optimizando, en particular para comprender los efectos de la frecuencia de excitación de PECVD en la microestructura de la película y la estabilidad del dispositivo. Además, el sistema de revestimiento de cobre debe perfeccionarse aún más para la producción en masa a fin de simplificar el proceso y aumentar el rendimiento. El desarrollo de estas células solares SHJ altamente eficientes marca un importante paso adelante en la transición hacia fuentes de energía sostenibles y nos acerca a un futuro más verde.
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