Abstract
The knowledge of the loss mechanisms in industrial back-contact back-junction (BC BJ) silicon solar cells and their dependence on geometrical and substrate parameters provides the opportunity to further increase the cell efficiency of this cell type. In the presented paper the influences of the different loss mechanisms on the cell parameters of BC BJ solar cells were analyzed. The basis of the simulations was an advanced 1-d model that regards the detrimental influences of intrinsic losses, optical losses, series resistance losses and recombination losses on the cell efficiency. In this context the main influence of electrical shading losses will be discussed in particular, due to the restrictions of the minimum base width as a result of industrial structuring processes. The predictions of the theoretical calculations will be compared with the measured cell parameters of BC BJ solar cells for various cell designs.In order to further improve the cell design the influences of geometrical parameters (pitch, base width) and substrate parameters (base resistivity) on the cell efficiency will be analyzed. The modeling data show that the optimum cell geometry defines a balance between series resistance and electrical shading losses
چکیده
شناخت ساز و کار تلفات در سلول های خورشیدی سیلیکونی اتصال پشت تماس پشت (BC BJ) صنعتی و وابستگی آنها به پارامترهای هندسی و لایه ای، فرصتی برای افزایش بیشتر بازده سلولی این نوع سلول را فراهم می کند. در مقاله حاضر، اثرات ساز و کارهای مختلف تلفات بر پارامترهای سلولی سلول های خورشیدی BC BJ، تحلیل شده است. مبنای شبیه سازی، یک مدل یک بعدی پیشرفته بوده که اثرات مضر تلفات ذاتی، تلفات نوری، تلفات مقاومت سری و تلفات باز ترکیب را بر بازده سلول لحاظ می کند. در این زمینه، به علت محدودیت های حداقل عرض بیس به عنوان نتیجه ای از فرآیندهای ساخت صنعتی، اثر اصلی تلفات سایه الکتریکی به طور خاص بحث خواهد شد. پیش بینی های محاسبات نظری با پارامترهای سلولی اندازه گیری شده سلول های خورشیدی BC BJ برای طراحی های سلول مختلف مقایسه خواهد شد.به منظور بهبود بیشتر طراحی سلول، اثرات پارامترهای هندسی (گام، عرض بیس) و پارامترهای لایه ای (مقاومت ویژه بیس) بر بازده سلول، تحلیل شده اند. داده های مدلسازی نشان می دهد که هندسه سلولی بهینه، توازنی را بین تلفات مقاومت سری و سایه الکتریکی تعریف می کند.
1-مقدمه
یکی از موضوعات اصلی تحقیق در زمینه فتو ولتائیک های سیلیکونی، توسعه سلول های خورشیدی سیلیکونی پر بازده است. چند مفهوم سلولی مختلف مانند سلول خورشیدی PERL [1] وجود دارد که بازده های سلولی بیش از % 20 را تضمین می کند. با این وجود، نیازهای روش های ساخت محلی برای بیشتر مفاهیم سلول خورشیدی پر بازده به هزینه های تولید بسیار بالایی می انجامد. بنابراین، یکی از بزرگترین چالش ها، ساخت سلول های خورشیدی سیلکونی پر بازده با روش های ساخت کم هزینه است. شرکت Sunpower در سال 2007 نشان داد که می توان با ساختار سلول خورشیدی سیلیکونی اتصال پشت تماس پشت (BC BJ)، به بازده های سلولی تا % 22 [2] در تولید انبوه رسید. در ساختار سلول خورشیدی BC BJ، نا خالصی های امیتر و میدان سطح پشت (BSF)، هر دو در یک ساختار به هم جفت شده در سمت پشت سلول خورشیدی قرار دارند. لذا، هر دو شبکه فلز پوشانی نیز در سمت پشت سلول نشان داده شده در شکل 1 قرار دارند. سلول خورشیدی BC BJ مزایای زیادی دارد، از جمله جلوگیری از تلفات سایه نوری در سمت جلوی فلز پوشانی. بنابراین، این نوع سلول دارای یک جذب و چگالی جریان اتصال کوتاه افزایش یافته است. مزیت دیگر، امکان انگشتان فلز پوشانی بیس و امیتر وسیع در سمت پشت سلول برای کاهش مقاومت سری تماس های فلزی است...