В журнале Nature Energy (WoS IF 46.495) опубликована статья с участием с. н. с. к. ф.-м. н. Замчего А.О.: Malte Köhler, Manuel Pomaska, Paul Procel, Rudi Santbergen, Alexandr Zamchiy, Bart Macco, Andreas Lambertz, Weiyuan Duan, Pengfei Cao, Benjamin Klingebiel, Shenghao Li, Alexander Eberst, Martina Luysberg, Kaifu Qiu, Olindo Isabella, Friedhelm Finger, Thomas Kirchartz, Uwe Rau & Kaining Ding A silicon carbide-based highly transparent passivating contact for crystalline silicon solar cells approaching efficiencies of 24% // Nature Energy. - 2021. - DOI: 10.1038/s41560-021-00806-9

Работа выполнена в Институте энергетических исследований (IEK5 - Фотовольтаика) Исследовательского центра Юлих (Германия) в тесном сотрудничестве с коллегами из Нидерландов, России, Китая и Эквадора. Работы1,2 коллектива показали, что высокопрозрачный пассивирующий контакт (ВПК), используемый в качестве переднего контакта для солнечных элементов (СЭ) на основе кристаллического кремния (c-Si), принципиально может сочетать высокую проводимость, отличную пассивацию поверхности пластины из c-Si и высокую оптическую прозрачность. Однако одновременная оптимизация этих свойств остается весьма сложной задачей. В опубликованном исследовании был представлен ВПК, созданный на основе ультратонкого слоя диоксида кремния (SiO2), двухслойного нанокристаллического гидрогенизированного карбида кремния n-типа (nc-SiC:H(n)), синтезированного при разных температурах, а также пленки оксида индия-олова (ITO), c Si(n)/SiO2/nc SiC:H(n)/ITO). Показано, что nc-SiC:H(n) обеспечивает высокую оптическую прозрачность, использование двухслойной плёнки обеспечивает высококачественную пассивацию и высокую проводимость карбида кремния. Продемонстрировано, что СЭ с лицевой стороной на основе предложенных ВПК имеет плотность тока короткого замыкания (40.87 мА/см2), фактор формы (80.9 %), а также КПД (23.99 ± 0.29%). Особо стоит отметить, что использование предложенного ВПК позволяет избежать дополнительных стадий гидрогенизации и высокотемпературного отжига при создании устройств. Дополнительно в работе исследован механизм пассивации и принцип работы ВПК, а также представлен анализ оптических потерь, основанный на численном моделировании, с указанием путей достижения КПД СЭ на основе ВПК на уровне 26%. 

1. Köhler M. et al. Optimization of Transparent Passivating Contact for Crystalline Silicon Solar Cells // IEEE Journal of Photovoltaics. - 2020. - 10(1) 46-53. - DOI: 10.1109/JPHOTOV.2019.2947131.
2. Pomaska M. et al. Transparent silicon carbide/tunnel SiO2 passivation for c-Si solar cell front side: Enabling Jsc > 42 mA/cm2 and iVoc of 742 mV // Prog Photovolt Res Appl.  - 2020. - 28. - 321-327. - DOI: 10.1002/pip.3244.

Источники

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук
ФСМНО (sciencemon.ru), 26/04/2021
С участием ИТ СО РАН опубликована статья в журнале Nature Energy
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (itp.nsc.ru), 26/04/2021

Похожие новости

  • 15/05/2017

    В ИАиЭ СО РАН пройдет семинар-общественное обсуждение работы коллектива научной молодежи ИТ СО РАН

    ​Приглашаем принять участие в общественном обсуждении работы "Разработка и внедрение оптических систем регистрации параметров рабочих процессов для повышения эффективности энергетических технологий", представленной Институтом теплофизики им.
    3246
  • 24/12/2020

    Академический час для школьников, онлайн лекция «Прорывные технологии в энергетике на ближайшие 10 лет»

    ​24 декабря 2020 года в 11:00 в малом зале Дома ученых СО РАН состоится онлайн лекция научного руководителя Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе академика РАН Сергея Владимировича Алексеенко «Прорывные технологии в энергетике на ближайшие 10 лет».
    377
  • 10/05/2018

    Программа Городских дней науки-2018 в Новосибирске

    ​В мае в Новосибирске проходят традиционные городские дни науки. На самых разных площадках нашего мегаполиса развернутся выставки, пройдут экскурсии во многих научных институтах, сибирские исследователи прочтут лекции для детей и взрослых, и практически каждый житель города сможет подобрать для себя мероприятие по вкусу.
    4642
  • 27/05/2021

    День рождения академика Дмитрия Марковича

    ​​Исполнилось 59 лет известному физику, академику Дмитрию Марковичу Марковичу. Академикa Марковича знают в нашей стране и за рубежом как крупного специалиста в области гидродинамики и управления процессами тепло- и массообмена.
    890
  • 11/05/2021

    11 мая в почтовое обращение вышли четыре марки, посвящённые техническим достижениям России и приуроченные к Году науки и технологий

    ​По Указу Президента Российской Федерации 2021 год объявлен Годом науки и технологий. Цель Указа — дальнейшее развитие науки и технологий в Российской Федерации. На марках 2021 года представлены проекты, разработанные российскими учёными.
    1057
  • 07/11/2016

    В Бурятии появится солнечная электростанция

    ​Конкурентоспособные технологии в области ветроэнергетики и гелиоэнергетики могут появиться только из отечественных разработок, считает заведующий лабораторией молекулярной кинетики Института теплофизики СО РАН Равель Шарафутдинов.
    2077
  • 29/10/2016

    Как не остаться в стороне от новейших энергетических трендов?

    ​Новосибирские ученые и технические специалисты внимательно отслеживают все тенденции, связанные с развитием энергетических технологий, пытаясь внедрить новые разработки в практику. Причем, что самое важное, в последнее время намечается объединение научных и производственных организаций, связанных с энергетикой.
    2692
  • 25/10/2016

    Монголия будет сотрудничать с новосибирскими учеными

    ​Новосибирские компании получат работу в Монголии. В ближайшие дни пройдет бизнес-форум "Россия-Монголия. Сотрудничество - 2016", где обе стороны закрепят намерения первыми договоренностями. 27-29 октября в Новосибирске будет проходить бизнес-форум, где планируется подписать целый ряд соглашений, самые перспективные - сферы строительства, энергетики и АПК.
    2369
  • 22/01/2020

    Академический час для школьников: лекция «Актуальные задачи на стыке нейробиологии, биофизики и компьютерного моделирования»

    ​22 января 2020 года в 15:00 в малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция директора Института систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН Андрея Юрьевича Пальянова «Актуальные задачи на стыке нейробиологии, биофизики и компьютерного моделирования».
    1343
  • 29/11/2016

    Академический час для школьников

    30 ноября в 15.00 в малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция директора Института теплофизики  им.  С.С.  Кутателадзе  СО  РАН академика Сергея Владимировича Алексеенко  "Перспективы   использования   глубинного   тепла  Земли" — об альтернативных источниках энергетики.
    3944