Sumber: www.intechopen.com/books/solar-cells/industrial-silicon-solar-cells
Oleh Mehul C. Raval dan Sukumar Madugula Reddy
Dikirim: 4 Oktober 2018 Diulas: 29 Januari 2019 Dipublikasikan: 15 Mei 2019
DOI: 10.5772/intechopen.84817
Abstrak
Bab ini akan memperkenalkan teknologi manufaktur sel surya silikon industri dengan statusnya saat ini. Struktur sel surya tipe-p komersial dan efisiensi tinggi tipe-n akan dibahas dan dibandingkan sehingga pembaca dapat memperoleh permulaan dalam sel surya industri. Tinjauan singkat tentang berbagai langkah proses mulai dari tekstur hingga metalisasi sablon disajikan. Proses tekstur untuk wafer silikon mono-kristal dan multi-kristal telah ditinjau dengan proses terbaru. Sebuah over-view dari proses termal difusi dan deposisi lapisan anti-reflektif telah disajikan. Proses sablon mapan untuk metalisasi sel surya diperkenalkan dengan langkah cepat untuk sintering kontak. Pengujian IV sel surya dengan berbagai parameter untuk karakterisasi sel surya diperkenalkan. Perkembangan terbaru dalam berbagai proses dan manufaktur peralatan juga dibahas bersama dengan tren masa depan yang diharapkan.
Kata kunci
silikon
sel surya
manufaktur
multi-kristal
mono-kristal
tekstur
1. Perkenalan
Fotovoltaik merupakan sumber energi terbarukan yang penting yang telah berkembang pesat dari 8GW pada tahun 2007 menjadi 400GW pada tahun 2017 [1]. Seiring dengan meningkatnya permintaan, biaya sistem PV juga turun secara signifikan dari 35,7$/Wpin 1980 menjadi 0,34$/Wpin 2017 mempercepat adopsinya [2]. Silikon (Si) yang merupakan bahan penting dalam industri mikroelektronika juga telah menjadi bahan curah sel surya yang banyak digunakan sejak tahun 1950-an dengan pangsa pasar&90% [2]. Bab ini akan memperkenalkan langkah-langkah khas untuk pembuatan sel surya silikon komersial. Sejarah singkat sel surya dan tinjauan umum jenis substrat silikon bersama dengan arsitektur sel surya yang berbeda akan diperkenalkan di Bagian 2 dan 3. Selanjutnya, langkah kimia basah dan suhu tinggi yang digunakan dalam fabrikasi akan dijelaskan di Bagian 4 dan 5. Bagian 6 akan membahas tentang proses metalisasi bersama dengan parameter karakterisasi khas untuk sel surya komersial. Akhirnya, peta jalan masa depan dan tren yang diharapkan akan dibahas di bagian penutup.
2. Evolusi sel surya
'Efek fotovoltaik' secara harfiah berarti pembangkitan tegangan saat terpapar cahaya. Fenomena ini pertama kali diamati oleh fisikawan Prancis Edmund Becquerel pada sel elektrokimia pada tahun 1839, sementara itu diamati oleh ilmuwan Inggris WGAdams dan REDay pada perangkat solid-state yang terbuat dari selenium pada tahun 1876 [3]. Dari tahun 1950-an dan seterusnya, ada kemajuan pesat dalam kinerja sel surya komersial dari<1% menjadi="">23% [2] dan silikon telah menjadi 'kuda kerja' industri fotovoltaik sejak kemudian. Evolusi sel surya silikon ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1.Evolusi sel surya silikon. (a) 1941: Sel surya dilaporkan dengan persimpangan tumbuh, (b) 1954: persimpangan pn sel surya terbentuk dengan difusi dopan, (c) 1970: Sel ungu dengan bidang permukaan belakang Aluminium, (d) 1974: Sel hitam dengan permukaan bertekstur kimia [3].
Sel surya silikon pertama yang ditunjukkan oleh Russell Ohl dari Bell Laboratories selama 1940-an didasarkan pada persimpangan alami yang terbentuk dari pemisahan pengotor selama proses rekristalisasi [3]. Sel-sel memiliki efisiensi<1% karena="" kurangnya="" kontrol="" atas="" lokasi="" persimpangan="" dan="" kualitas="" bahan="" silikon.="" nomenklatur="" untuk="" penamaan="" daerah="" (tipe-p:="" sisi="" yang="" iluminasi="" dan="" tipe-n:="" sisi="" lain)="" yang="" diberikan="" oleh="" ohl="" sejak="" saat="" itu="" digunakan="" untuk="" konvensi="" penamaan="" sel="">
Selama tahun 1950-an, ada perkembangan pesat dalam proses difusi suhu tinggi untuk dopan dalam silikon. Person, Fuller dan Chaplin of Bell Laboratories mendemonstrasikan sel surya yang efisien 4,5% dengan doping berbasis lithium, yang meningkat menjadi 6% dengan difusi boron. Sel surya memiliki 'wrap-up' di sekitar struktur (Gambar 1(b)) dengan kedua kontak di sisi belakang untuk menghindari kerugian shading, tetapi menyebabkan kerugian resistif yang lebih tinggi karena struktur pembungkus. Pada tahun 1960, struktur sel berevolusi menjadi seperti yang ditunjukkan padaGambar 1 (c). Karena aplikasinya untuk eksplorasi ruang angkasa, substrat resistivitas tinggi 10Ω cm digunakan untuk memiliki ketahanan radiasi maksimum. Kontak evaporasi vakum digunakan di kedua sisi, sedangkan lapisan silikon monoksida digunakan sebagai lapisan anti-reflektif (ARC) di sisi depan (FS) [3].
Pada awal 1970-an ditemukan bahwa aluminium yang disinter di sisi belakang meningkatkan kinerja sel dengan membentuk antarmuka yang sangat didoping yang dikenal sebagai 'medan permukaan belakang (Al-BSF)' dan pengambilan kotoran [3]. Al-BSF mengurangi rekombinasi pembawa di sisi belakang dan karenanya meningkatkan tegangan dan respons spektral panjang gelombang panjang. Penerapan jari-jari yang lebih halus dan berjarak dekat mengurangi persyaratan doping persimpangan dan menghilangkan lapisan mati. Sebuah busur titanium dioksida (TiOx) digunakan dan ketebalannya dipilih untuk mengurangi refleksi untuk panjang gelombang yang lebih pendek dan memberikan tampilan ungu pada sel surya. Perbaikan lebih lanjut dilakukan dengan membuat tekstur wafer menggunakan etsa anisotropik dari (100) wafer untuk mengekspos permukaan (111). Tekstur tersebut menyebabkan peningkatan perangkap cahaya dan memberikan sel-sel penampilan beludru gelap. Arsitektur sel yang ditingkatkan ditunjukkan dalamGambar 1 (d). Pada tahun 1976, Rittner dan Arndt mendemonstrasikan sel surya terestrial dengan efisiensi mendekati 17% [3].
Sel surya emitor pasif (PESC) mencapai tonggak efisiensi 20% pada 1984-1986. Area kontak logam/silikon hanya 0,3% pada sel PESC, sedangkan lapisan ganda ARC ZnS/MgF2digunakan di kedua struktur sel. Pada tahun 1994, sel passive emitter rear local diffused (PERL) dengan efisiensi 24% didemonstrasikan.3]. Dibandingkan dengan sel PESC, sel PERL memiliki piramida terbalik pada FS untuk perangkap cahaya yang lebih baik dan pasif berbasis oksida di kedua sisi. Lapisan pasivasi oksida di sisi belakang juga meningkatkan reflektansi internal dari panjang gelombang panjang dan karenanya respons spektrum.
Selain arsitektur sel surya yang berkembang, ada juga pengembangan berkelanjutan dalam domain manufaktur dalam hal peningkatan throughput, langkah-langkah proses yang lebih baik, dan pengurangan biaya. Tinjauan singkat tentang pembuatan substrat Si dan berbagai jenis sel surya diberikan di bagian selanjutnya.
3. Teknologi sel surya silikon komersial
Si adalah bahan yang paling melimpah kedua di bumi setelah oksigen dan telah banyak digunakan dalam industri semikonduktor. Silikon kelas metalurgi (Mg-Si) kemurnian 98% diperoleh dengan memanaskan kuarsa (SiO2) dengan karbon pada suhu tinggi 1.500-2.000 [4]. Mg-Si selanjutnya dimurnikan untuk mendapatkan potongan silikon kelas surya dengan kemurnian 99,99%. Potongan Si kelas surya yang disempurnakan kemudian diproses lebih lanjut untuk mendapatkan bentuk ingot Si mono-kristal dan multi-kristal, yang merupakan massa silikon yang besar. Dalam mono-kristal Si, atom-atom disusun dalam orientasi kristal yang sama di seluruh materi. Untuk sel surya, orientasi (100) lebih disukai karena dapat dengan mudah bertekstur untuk mengurangi pantulan permukaan [5]. Si multi-kristal, seperti namanya memiliki beberapa butir bahan Si dengan orientasi yang berbeda, tidak seperti substrat mono-kristal. Bahan mono-kristal memiliki masa pakai pembawa minoritas yang lebih tinggi dibandingkan dengan Si multi-kristal dan karenanya efisiensi sel surya lebih tinggi untuk teknologi sel surya tertentu.
Metode Czochralski (Cz) untuk membuat ingot Si mono-kristal diilustrasikan pada Gambar 2(a). Silikon cair dengan kemurnian tinggi dengan dopan dipertahankan di atas titik leleh dan kemudian kristal biji ditarik dengan kecepatan yang sangat lambat untuk mendapatkan ingot dengan diameter 300mm dan panjang 2 m [6]. Silikon cair dapat didoping dengan dopan tipe-p atau tipe-n untuk mendapatkan tipe tertentu dari ingot Si mono-kristal hingga 200kg [2]. Wafer yang digergaji dari ingot memiliki tepi melingkar dan karenanya bentuknya disebut 'persegi psuedo'. Ingot silikon multi-kristal dibuat dengan melelehkan Si dengan kemurnian tinggi dan mengkristalkannya dalam wadah besar dengan proses pemadatan terarah [7] seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 (b). Proses ini tidak memiliki orientasi kristal referensi seperti proses Cz dan karenanya membentuk bahan silikon dengan orientasi yang berbeda. Saat ini ingot Si multi-kristal memiliki berat>800kg [2] yang kemudian dipotong menjadi batu bata dan wafer digergaji lebih lanjut.
Ukuran wafer mono-kristal dan multi-kristal saat ini untuk fabrikasi sel surya adalah 6 inci × 6 inci. Area wafer mono-kristal akan sedikit berkurang karena bentuk pseudo-persegi. Bahan dasar yang paling banyak digunakan untuk pembuatan sel surya adalah substrat Si tipe-p yang didoping boron. Substrat Si tipe-N juga digunakan untuk membuat sel surya efisiensi tinggi, tetapi memiliki tantangan teknis tambahan seperti memperoleh doping yang seragam di sepanjang ingot dibandingkan dengan substrat tipe-p.
Gambar 2.Ilustrasi (a) proses Cz untuk ingot mono-kristal dan (b) proses solidifikasi terarah untuk ingot multi-kristal.
Klasifikasi luas dari berbagai jenis sel surya bersama dengan rentang efisiensi ditunjukkan pada Gambar 3. Teknologi bidang permukaan belakang aluminium standar (Al-BSF) adalah salah satu teknologi sel surya yang paling umum mengingat proses pembuatannya yang relatif sederhana. Ini didasarkan pada deposisi Al sisi belakang (RS) penuh melalui proses sablon dan pembentukan ap+BSF yang membantu menolak elektron dari sisi belakang substrat tipe-p dan meningkatkan kinerja sel. Alur pembuatan sel surya Al-BSF ditunjukkan pada Gambar 4. Desain standar sel surya komersial adalah dengan FS pola-grid dan kontak RS area penuh.
Gambar 3. Klasifikasi luas dari berbagai jenis sel surya.
Gambar 4. Aliran produksi sel surya Al-BSF.
Sel surya kontak belakang emitor pasif (PERC) meningkatkan arsitektur Al-BSF dengan penambahan lapisan pasif sisi belakang untuk meningkatkan pasif sisi belakang dan refleksi internal. Aluminium-oksida adalah bahan yang cocok untuk pasivasi RS dengan efisiensi sel surya rata-rata mendekati 21% yang diperoleh dalam produksi [8]. Garis sel surya Al-BSF yang ada dapat ditingkatkan ke proses PERC dengan dua alat tambahan (deposisi lapisan pasivasi RS dan laser untuk pembukaan kontak lokal pada RS).
Tiga arsitektur sel yang tersisa sebagian besar merupakan teknologi efisiensi yang lebih tinggi berdasarkan substrat Si tipe-n. Sel surya heterojungsi a-Si memiliki lapisan a-Si pada FS dan RS substrat Si tipe-n untuk membentuk 'heterojungsi' tidak seperti sambungan pn berbasis difusi suhu tinggi konvensional. Teknologi tersebut memungkinkan pemrosesan pada suhu yang lebih rendah, tetapi sangat sensitif terhadap kualitas antarmuka permukaan. Sel surya heterojungsi berbasis a-Si diproduksi secara komersial oleh Sanyo Electric, yang sekarang diambil alih oleh Panasonic [9]. Dalam desain sel surya interdigitated back contact (IBC), kedua kontak ada di sisi belakang yang menghilangkan kerugian naungan kontak FS. Biasanya untuk sel surya IBC, junction juga akan ditempatkan di sisi belakang. Salah satu produsen awal sel surya IBC tipe-n efisiensi tinggi adalah SunPower Corporation [10]. Sel bifacial, sesuai dengan namanya dapat menangkap cahaya dari kedua sisi sel surya. Ini mensyaratkan bahwa sisi belakang juga memiliki kontak pola grid untuk memungkinkan pengumpulan cahaya. Contoh teknologi bifacial adalah sel surya BiSON yang dikembangkan dan dikomersialkan oleh ISC, Konstanz [11]. Perlu dicatat bahwa klasifikasi yang ditunjukkan bukanlah daftar lengkap dari berbagai jenis arsitektur sel surya lainnya yang berada dalam fase R&D, mendekati komersialisasi atau sudah diproduksi. Bagian selanjutnya akan memberikan gambaran tentang langkah-langkah proses pembuatan sel surya Al-BSF.
4. Proses kimia basah untuk fabrikasi sel surya
Perlakuan berbasis kimia basah merupakan langkah penting dalam pemrosesan sel surya untuk penghilangan kerusakan gergaji (SDR) untuk wafer as-cut, tekstur permukaan untuk meningkatkan penyerapan radiasi matahari yang masuk dan isolasi tepi setelah proses difusi. Seperti yang dibahas pada bagian sebelumnya, ada wafer silikon mono-kristal dan multi-kristal yang digunakan untuk fabrikasi sel surya. Pemrosesan berbasis kimia basah untuk masing-masing jenis wafer akan dibahas di depan.
4.1 Tekstur wafer silikon mono-kristal
Seperti yang ditunjukkan dalam Bagian 2, pengembangan sel surya dimulai terutama dengan wafer mono-kristal dan karenanya menggunakan metode yang mapan dari domain mikroelektronika. Etsa anisotropik alkali berdasarkan KOH/NaOH digunakan untuk tekstur piramida wafer mono-kristal. Wafer mono-kristalin as-cut memiliki reflektansi rata-rata tertimbang>30% (lebih dari panjang gelombang 300-1,200nm) yang berkurang menjadi 11-12% setelah proses tekstur. Morfologi khas dari permukaan bertekstur alkali ditunjukkan pada Gambar 5. Larutan etsa anisotropik mengetsa permukaan (100) wafer untuk mengekspos wajah (111) yang memiliki kepadatan atom silikon yang lebih tinggi dan karenanya tingkat etsa yang lebih lambat dibandingkan dengan ( 100) wajah. Ini menghasilkan pembentukan struktur piramida acak yang membentuk sudut 54,7 ° terhadap permukaan wafer.
Gambar 5. Morfologi permukaan tipikal wafer mono-kristal bertekstur alkali.
Parameter khas untuk proses tekstur alkali ditunjukkan pada Tabel 1. Perlu dicatat bahwa nilai berbagai parameter bersifat indikatif dan tidak boleh dianggap mutlak karena ada berbagai produsen aditif di pasar. Isopropil alkohol (IPA) pada awalnya digunakan sebagai aditif dalam larutan tekstur, yang tidak terlibat dalam reaksi etsa, tetapi bertindak sebagai zat pembasah untuk meningkatkan homogenitas proses tekstur dengan mencegah gelembung H2 (yang dihasilkan selama reaksi) menempel pada permukaan silikon [12]. Namun pada tahun 2010, IPA secara bertahap diganti dengan aditif alternatif karena kelemahan seperti konsentrasi yang tidak stabil karena suhu rendaman mendekati titik didih IPA (82,4°C), biaya tinggi, konsumsi tinggi, bahaya kesehatan dan ledakan [12]. Banyak kelompok telah menerbitkan pekerjaan pengembangan untuk menggantikan IPA dengan aditif alternatif untuk mengatasi kelemahan IPA, meningkatkan jendela proses dan mengurangi reflektansi permukaan [12,13,14,15,16]. Aditif juga mengurangi waktu pemrosesan menjadi<10 menit="" dan="" meningkatkan="" masa="" pakai="" mandi="" hingga="">100 kali.
Proses
KOH/IPA
KOH/aditif
KOH (%) | 3 | & lt;3 |
IPA (%) | 6 | — |
Aditif (%) | — | & lt;2 |
Suhu proses [°C] | & gt;80 | 70–100 |
Ukuran piramida [μm] | 5–12 | 2–7 |
Waktu proses [mnt] | 30–40 | 5–10 |
Konten organik [% berat] | 4–10 | & lt;1.0 |
Titik didih [°C] | 83 | & gt;100 |
Masa pakai mandi | & lt;15 | & gt;100 |
Tabel 1.Parameter proses untuk tekstur alkali berbasis IPA dan aditif dari wafer mono-kristal.
Proses tekstur wafer mono-kristal biasanya dilakukan dalam 'batch' yang menyiratkan bahwa wafer dimuat dalam pembawa dengan slot untuk menahan wafer (100 slot dalam pembawa) dan kemudian batch diproses secara berurutan dalam bak untuk tekstur, pembersihan, langkah-langkah perawatan untuk menghilangkan residu organik dan kontaminasi logam dan mengeringkan wafer yang diproses. Pembawa biasanya dilapisi dengan PVDF yang memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai bahan kimia, abrasi dan keausan mekanis. Pembawa khas untuk penanganan wafer mono-kristal ditunjukkan pada Gambar 6. Alat tekstur batch memiliki bak khusus untuk setiap langkah dengan tangki dosis untuk bahan kimia yang digunakan dalam bak. Alat ini memproses banyak pembawa secara bersamaan dan dapat mencapai throughput>6.000 wafer/jam dengan pemrosesan empat pembawa secara bersamaan.
Gambar 6. Operator untuk memuat wafer dalam alat batch. Sumber: solusi RCT GmbH.
4.2 Tekstur wafer silikon multi-kristal
Wafer multi-kristal menawarkan keunggulan biaya dibandingkan dengan wafer mono-kristal dan karenanya telah diadopsi secara lebih luas. Namun, kimia alkali yang digunakan untuk membuat tekstur wafer mono-kristal tidak bekerja dengan baik untuk wafer multi-kristal karena adanya orientasi butir yang berbeda. Sebuah kimia asam alternatif berdasarkan HF dan HNO3 dikembangkan untuk menghilangkan kerusakan gergaji dan tekstur wafer multi-kristal secara bersamaan [17,18]. Tekstur berbasis larutan asam beroperasi pada suhu di bawah suhu kamar dan karenanya mengarah pada pengurangan emisi gas reaksi, sedikit panas yang dihasilkan, stabilitas larutan etsa yang lebih tinggi dan kontrol laju etsa yang lebih baik [18]. Perbandingan proses tekstur alkali dan proses tekstur asam untuk wafer multi-kristal ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7.Perbandingan tekstur basa dan asam untuk wafer multi-kristal. Kurva reflektansi setelah pengendapan SiNx:H juga ditunjukkan untuk perbandingan [17].
Proses tekstur asam dari wafer multi-kristal dapat dilakukan dalam waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan proses tekstur alkali dan karenanya dapat diimplementasikan dalam konfigurasi 'inline' di mana wafer dilewatkan melalui rol yang direndam dalam rendaman etsa. Gambar representatif dari proses inline bersama dengan proses tekstur asam khas ditunjukkan pada Gambar 8. Untuk konfigurasi lima jalur, alat inline dapat memiliki throughput hingga 4.000 wafer/jam. Penting untuk dicatat bahwa permukaan wafer yang menghadap ke bawah dalam larutan etsa bertekstur lebih baik daripada sisi atas dan merupakan 'sisi cerah' untuk diproses lebih lanjut. Proses tekstur asam menyebabkan pembentukan silikon berpori pada permukaan bertekstur yang menyerap cahaya dan juga meningkatkan rekombinasi permukaan [18]. Oleh karena itu silikon berpori dihilangkan menggunakan larutan basa encer. Selanjutnya, pembersihan asam (HF+HCl) dilakukan untuk menghilangkan oksida dan kontaminasi logam dari permukaan wafer.
Gambar 8. (a) Proses inline representatif dengan lima jalur dan (b) aliran proses tekstur asam untuk wafer multi-kristal.
Penting untuk dicatat bahwa proses tekstur asam yang dibahas di atas cocok untuk wafer multi-kristalin slurry-wire sawn (SWS). Dalam beberapa tahun terakhir, proses diamond-wire sawing (DWS) telah menggantikan pemotongan berbasis slurry-wire karena keuntungan proses dan ekonomi [19]. Kerusakan gergaji dari wafer multi-kristal SWS lebih banyak daripada wafer DWS, yang memiliki alur lurus yang dalam dan permukaan yang jauh lebih halus daripada wafer gergaji kawat bubur [19]. Kerusakan gergaji untuk wafer SWS memainkan peran penting untuk memulai proses tekstur, yang tidak terjadi pada wafer DWS.
Berbagai metode telah diusulkan untuk tekstur wafer multi-kristal DWS dan diringkas dalam Tabel 2 [20]. Dengan menyetel berbagai metode, reflektansi mendekati 0% dapat diperoleh dan karenanya istilah 'silikon hitam' telah digunakan untuk proses tekstur wafer multi-kristal DWS. RIE adalah metode pertama untuk membuat silikon hitam dan menggunakan sulfur heksaflourida (SF6) untuk bereaksi dengan Si dan gas seperti Cl2 dan O2 untuk pasif dan membatasi reaksi [20]. Baru-baru ini, sel surya multi PERC komersial dengan efisiensi rata-rata 21,3% telah didemonstrasikan dengan proses texturing berbasis RIE [21]. Namun, karena RIE adalah proses berbasis vakum, throughputnya rendah dibandingkan dengan proses inline yang khas dan juga pra-pemrosesan dan pasca-pemrosesan tambahan diperlukan untuk menghilangkan kerusakan gergaji dan kerusakan akibat pemboman ion, masing-masing. Sebuah varian dari metode RIE yang tidak memerlukan vakum atau plasma telah diimplementasikan dalam alat komersial [22].
metode
Reagen
Topeng
Katalisator
Reflektansi minimum (%)
Etsa ion reaktif (RIE) | SF6/O2, SF6/Cl2/O2, SF6/O2/CH4 | Tidak ada | Tidak ada | 4.0 |
Implantasi ion imersi plasma (PIII) | SF6/O2 | Tidak ada | Tidak ada | 1.8 |
iradiasi laser | CCl4, C2Cl3F3, SF6, Cl2, N2, udara | Tidak ada | Tidak ada | 2.5 |
Penggoresan plasma | SF6 | Partikel Ag nano | Tidak ada | 4.2 |
Etsa kimia berbantuan logam (MACE) | AgNO3/HF/HNO3 | Tidak ada | Ag, Au | 0.3 |
Etsa elektrokimia | HF, EtOH, H2O | Tidak ada | Tidak ada | & lt;5.0 |
Tabel 2. Berbagai metode untuk tekstur wafer multi-kristalin gergajian kawat berlian [20].
Salah satu pendekatan untuk tekstur wafer multi-kristal DWS adalah untuk meningkatkan kimia berbasis tekstur asam yang ada dengan aditif [23,24,25]. Pendekatan seperti itu berpotensi memiliki CoO yang lebih rendah dibandingkan dengan pendekatan berbasis MACE [23]. Reflektansi dari pendekatan berbasis aditif tersebut telah terbukti mirip dengan solusi isotexturing konvensional dengan efisiensi sel surya 18,7% untuk struktur berbasis Al-BSF [24].
Tekstur berbasis MACE mirip dengan metode etsa asam konvensional dengan langkah tambahan deposisi logam katalitik. Alur proses terdiri dari SDR, deposisi logam katalis, etsa kimia dan pasca perawatan. Efisiensi 19,2% telah diperoleh untuk sel multi Al-BSF komersial menggunakan proses tekstur MACE tipe batch [26]. Alat komersial berbasis MACE tipe inline telah didemonstrasikan dengan kemungkinan untuk menyetel reflektansi pada kisaran 12-23% dan memperoleh efisiensi rata-rata untuk struktur Al-BSF dan PERC masing-masing sebesar 18,8 dan 20,2% [27]. Gambar representatif dari permukaan bertekstur berdasarkan proses MACE ditunjukkan pada Gambar 9. Biaya kepemilikan (CoO) dari proses MACE inline berpotensi lebih rendah dibandingkan dengan proses MACE berbasis batch dengan cakupan untuk menguranginya lebih lanjut dengan mendaur ulang Ag dari bath texturing [27].
Gambar 9.MACE bertekstur multi wafer DWS, (a) permukaan dengan Ravg=12% dan (b) permukaan dengan Ravg=22% [27].
4.3 Isolasi tepi berbasis kimia basah
Wilayah emitor dalam sel surya dibuat dengan proses difusi suhu tinggi (akan dibahas di bagian depan). Selama proses difusi, kaca fosfor silikat (PSG) diendapkan pada wafer yang harus dihilangkan sebelum pengendapan lapisan ARC. Seperti yang digambarkan pada Gambar 10, setelah langkah difusi, wilayah tipe-n juga ada di tepi dan sisi belakang wafer. Lapisan tipe-n di tepi dan sisi belakang akan membuat hubungan pendek emitor dengan substrat dasar dan oleh karena itu penting untuk mengetsa daerah ini dan mengisolasi emitor pada FS dari substrat dasar seperti yang digambarkan pada Gambar 10(c).
Gambar 10.Pemrosesan wafer silikon setelah difusi dan isolasi tepi (a) Wafer silikon bertekstur, (b) Wafer silikon terdifusi, (c) Wafer silikon terdifusi setelah isolasi tepi.
Proses isolasi tepi dapat dilakukan secara inline mirip dengan proses texturing yang dibahas pada bagian sebelumnya. Pengecualian dalam kasus ini adalah bahwa bahan kimia harus mengetsa hanya sisi belakang dan tepi tanpa berinteraksi dengan FS. Gambar representatif dari proses isolasi tepi ditunjukkan pada Gambar 11. Penting untuk dicatat bahwa rol hanya ada di sisi bawah untuk menghindari kontak larutan etsa dengan sisi depan. Langkah selanjutnya setelah etsa RS serupa dengan yang ada di mesin tekstur inline.
Gambar 11. Gambar representatif sel surya dalam bak isolasi tepi sebaris.
5. Proses termal untuk fabrikasi sel surya
Proses suhu tinggi merupakan bagian penting dari fabrikasi sel surya. Contoh dari proses tersebut adalah membentuk sambungan pn dengan difusi, menembakkan kontak tercetak layar, mengaktifkan lapisan pasif permukaan atau cacat yang diinduksi proses anil. Bagian ini melihat sekilas fisika dasar proses difusi emitor dan deposisi uap kimia yang ditingkatkan plasma (PECVD).
5.1 Difusi emitor
Difusi emitor adalah salah satu langkah termal penting dalam fabrikasi sel surya industri. Emitor tipe-n dari sel surya silikon tipe-p kristal dibentuk oleh difusi fosfor (P). Dalam proses difusi, wafer Si dikirim dalam tungku dan diekspos pada 800-900 ° C ke fosforil klorida (POCl3) dan O2 yang menghasilkan deposisi PSG pada permukaan wafer Si. Langkah ini disebut sebagai pra-deposisi, di mana PSG [28] bertindak sebagai sumber fosfor (P) dopan untuk berdifusi ke dalam wafer Si. Langkah selanjutnya adalah drive-in, di mana pasokan gas dopan terputus dan P dari lapisan PSG berdifusi lebih jauh ke dalam wafer Si. Hannes dkk. [29] menggambarkan kelayakan proses optimal untuk aplikasi fotovoltaik, tiga efek yang berbeda harus dipertimbangkan. Pertama, difusi P dari PSG dan kehadirannya dalam keadaan aktif dan tidak aktif secara elektrik di wafer Si, yang meningkatkan rekombinasi Shockley-Read-Hall (SRH). Kedua, masuknya pengotor ke lapisan Si menuju lapisan PSG. Akhirnya, formasi kontak logam dengan emitor Si yang didoping-P menarik keluar daya yang dihasilkan.
Proses difusi dikuantifikasi oleh resistansi lembaran yang bergantung pada kedalaman sambungan pn dan profil konsentrasi P. Resistansi lembaran memiliki satuan /cm (biasanya diukur sebagai /□) dan diukur menggunakan sistem probe empat titik. Definisi resistansi lembaran diilustrasikan dalam Persamaan. (1).
dimanaR=tahanan penampang persegi panjang (Ω);ρ=resistensi ( cm);l=panjang penampang persegi panjang (cm);A=luas penampang persegi panjang (cm2);W=lebar penampang persegi panjang (cm );D=kedalaman penampang persegi panjang (cm) danρlembar=hambatan untuk kedalaman tertentu (D) ketika l=W (Ω/□).
Nilai resistansi lembar emitor sebelumnya adalah 30–60Ω/□ dengan kedalaman sambungan pn>400nm dan konsentrasi permukaan P yang tinggi. Dengan perbaikan pada pasta kontak perak (Ag) sisi depan, resistansi lembaran emitor sekarang berada dalam kisaran 90–110Ω/□ dengan kedalaman sambungan sekitar 300nm dan konsentrasi permukaan P yang lebih rendah. Pergeseran ke ketahanan lembaran yang lebih besar memungkinkan untuk menangkap lebih banyak cahaya dalam spektrum UV dan biru, sementara juga mengurangi rekombinasi permukaan untuk meningkatkan Voc. Perlu dicatat bahwa proses difusi terjadi pada FS (terkena gas langsung) dan juga pada tepi dan RS. Jika proses isolasi tepi tidak dilakukan (seperti yang dibahas dalam Bagian 4.3), emitor akan dihubung pendek dengan substrat.
Gambar 12 menunjukkan proses difusi POCl3 dalam sistem tabung kuarsa tertutup.POCl3 adalah sumber cairan yang disuplai ke tabung proses dengan menggelegaknya dengan gas pembawa N2. Dengan mencampur
Gambar 12. (a) Representasi skematis dari proses difusi tipe batch dan (b) gambar representatif dari peralatan difusi tipe batch. Sumber: centrotherm GmbH.
Pada permukaan Si,
Klorin yang merupakan produk sampingan selama pra-deposisi membersihkan wafer dan tabung kuarsa dengan membentuk kompleks dengan logam. PSG digunakan sebagai sumber untuk mendorong atom P ke permukaan Si. Selama proses drive-in, POCl3 dimatikan dan hanya O2 yang ditambahkan untuk membangun lapisan oksida tipis di bawah PSG untuk meningkatkan difusi atom P ke permukaan Si.
Di dalam tabung difusi terdapat lima zona pemanasan seperti diilustrasikan pada Gambar 13. Zona-zona tersebut adalah:
Zona pemuatan (LZ)—area dari mana wafer dimuat ke dalam tabung.
Center loading zone (CLZ)—area antara loading zone dan center zone.
Zona tengah (CZ)—area tengah tabung.
Zona gas pusat (CGZ)—area antara zona tengah dan zona gas.
Zona gas (GZ)—area dari mana gas keluar melalui knalpot.
Gambar 13. Zona pemanasan di dalam tabung difusi.
Biasanya suhu setiap zona pemanasan disesuaikan untuk mendapatkan resistansi lembar emitor yang sama untuk semua wafer di seluruh kapal.
Lingkungan proses difusi harus sangat bersih dan karenanya bahan kuarsa digunakan untuk tabung. Kebersihan tabung dan pemeliharaan area pemuatan juga mempengaruhi hasil proses. Karena dalam difusi fase gas tidak ada residu di dalam tabung, itu menghasilkan proses yang lebih bersih. Dengan pembebanan setengah pitch dalam kondisi tekanan rendah (LP) [31], throughput dapat ditingkatkan. Umumnya 1.000 wafer dimuat dalam satu tabung dan dengan lima tabung difusi dalam sistem difusi tipe batch, throughput hingga 3.800 wafer/jam dapat dicapai untuk pembuatan sel surya.
Sistem difusi inline di mana wafer diangkut pada sabuk dengan asam fosfat sebagai sumber dopan P juga digunakan dalam produksi komersial [32]. Namun, dibandingkan dengan proses inline, proses batch lebih bersih, efektif dan efisien. Untuk sel surya tipe-n atau konsep sel surya canggih seperti PERT, difusi batch tipe-p didasarkan pada sumber dopan boron (B) seperti boron tribromida (BBr3) [33,34].
5.2 Deposisi lapisan anti-reflektif (ARC)
Permukaan Si yang telanjang memantulkan>30% dari insiden cahaya. Seperti yang dibahas dalam Bagian 4, proses tekstur meningkatkan penangkapan cahaya. Diinginkan untuk mengurangi reflektansi lebih lanjut yang diperoleh dengan mendepositkan lapisan ARC. TiOx adalah salah satu bahan paling awal yang digunakan sebagai lapisan ARC untuk sel surya, namun karena tidak dapat memberikan pasivasi permukaan yang memadai, akhirnya digantikan oleh SiNx:H [37]. Silikon oksida (SiO2) yang ditumbuhkan secara termal juga digunakan sebagai bahan pasif dalam memecahkan rekor sel-sel pemancar pasif belakang yang disebarkan secara lokal (PERL) [37]. Anggaran termal yang tinggi dan waktu proses yang lama membuat pasivasi berbasis SiO2 tidak cocok untuk produksi massal sel surya [37]. Sebuah tinjauan komprehensif dari berbagai ARC dan bahan pasif untuk aplikasi sel surya dibahas dalam [37].
Proses deposisi uap kimia yang ditingkatkan plasma (PECVD) cocok untuk mendepositokan lapisan ARC SiNx:H yang tidak hanya mengurangi pantulan tetapi juga mempasifkan emitor tipe-n sisi depan dan curah sehingga meningkatkan efisiensi sel surya [36, 37]. Skema sistem PECVD tipe batch ditunjukkan pada Gambar 14. Wafer dimuat dalam perahu grafit dengan sisi depan saling berhadapan. Plasma RF berdasarkan gas proses amonia (NH3) dan silan (SiH4) yang beroperasi pada suhu 400–450 °C menyimpan lapisan SiNx:H terhidrogenasi sebagai perEq. (4)[35]. Hidrogen yang tergabung dalam film SiNx:H berdifusi ke dalam jumlah besar selama langkah pembakaran (dibahas di bagian selanjutnya) dan mempasifkan ikatan yang menjuntai untuk meningkatkan kinerja sel surya [36,37].
Gambar 14.(a) Diagram skematis proses PECVD tipe batch untuk pengendapan SiNx:H dan (b) perahu grafit untuk memuat wafer Si dalam tungku PECVD.
Indeks bias (RI) film SiNx:H dikendalikan oleh rasio gas SiH4/NH3, sedangkan ketebalannya tergantung pada durasi pengendapan. ARC berbasis SiNx:H dapat meminimalkan refleksi untuk panjang gelombang tunggal dan ketebalan panjang gelombang diberikan oleh [38],
dimana=ketebalan lapisan SiNx:H ARC,λ0=panjang gelombang cahaya masuk dann1=indeks bias lapisan SiNx:H.
Berdasarkan hubungan tersebut, ARC disebut juga sebagai 'seperempat panjang gelombang ARC'. Untuk sel surya, RI dan ketebalan dipilih untuk meminimalkan pantulan pada panjang gelombang 600nm karena merupakan puncak spektrum matahari. Ketebalan dan RI dari ARC dipilih menjadi rata-rata geometrik material pada kedua sisi, yaitu kaca/udara dan Si. Ketebalan khas SiNx:H ARC adalah 80-85nm dengan RI 2,0-2,1 memberikan sel surya warna biru hingga biru ungu. Gambar representatif sel surya multikristalin bertekstur yang diendapkan dengan SiNx:H ditunjukkan pada Gambar 15(a), sedangkan variasi warna SiNx:H berdasarkan ketebalannya ditunjukkan pada Gambar 15(b). Penting untuk dicatat bahwa ada ketergantungan pada tekstur permukaan dan warna ARC untuk parameter deposisi yang diberikan. Ada berbagai modul surya di mana warna sel surya lebih gelap tidak seperti warna biru pada umumnya. Tahap deposisi ARC yang khas dalam jalur manufaktur sel surya terdiri dari dua sistem PECVD, masing-masing dengan empat tabung dan throughput hingga 3.500 wafer/jam.
Gambar 15.(a) Gambar representatif sel surya multikristalin berlapis SiNx:H, (b) variasi lapisan SiNx:H berdasarkan ketebalannya.
SiNx:H tidak cocok untuk pasifasi Si tipe-p dan karenanya dielektrik seperti Al2O3 digunakan untuk pasivasi RS untuk arsitektur sel seperti sel PERC [8] atau untuk emitor tipe-p dalam sel surya tipe-n. Untuk sel surya PERC, lapisan pasif Al2O3 ditutup oleh SiNx:H untuk melindunginya dari pasta Al selama proses pembakaran dan juga berfungsi sebagai reflektor internal untuk panjang gelombang cahaya yang panjang. PECVD komersial dan sistem berbasis deposisi lapisan atom (ALD) tersedia untuk menyimpan Al2O3 dengan throughput hingga 4.800 wafer/jam [39].
6. Metalisasi dan karakterisasi sel surya
6.1 Metalisasi berbasis sablon
Langkah pemrosesan terakhir untuk fabrikasi sel surya adalah metalisasi FS dan RS untuk menarik daya dengan kerugian resistif minimum. Ag adalah bahan kontak yang baik untuk emitor tipe-n, sedangkan Al membuat kontak yang sangat baik dengan substrat tipe-p. Kombinasi pasta Ag/Al digunakan untuk mencetak bantalan pada RS untuk memfasilitasi interkoneksi sel surya dalam sebuah modul. Sablon adalah proses yang sederhana, cepat dan terus berkembang untuk metalisasi sel surya.
Representasi skematis dari proses sablon ditunjukkan pada Gambar 16. Saringan memiliki jaring baja tahan karat berlapis emulsi dengan bukaan sesuai dengan pola metalisasi yang diinginkan seperti yang diilustrasikan pada Gambar 17(a). Pasta logam disebarkan di atas layar melalui banjir dan gerakan squeegee yang menyimpan pasta pada sel surya berdasarkan pola layar. Snap-off adalah jarak layar dan solar cell. Tekanan squeegee dan jarak snap-off adalah parameter penting yang menentukan peletakan pasta dan geometri jari Ag FS.
Gambar 16.Ilustrasi proses sablon untuk metalisasi sel surya.
Gambar 17.(a) Layar emulsi jala dengan bukaan jari untuk pencetakan FS Ag [40] dan (b) pola metalisasi FS yang representatif.
Pasta khas untuk bantalan Ag/Al RS, RS Al dan FS Ag adalah 35–45mg, 1,1–1,4g dan 100–120mg, masing-masing untuk sel surya multi-kristalin Al-BSF 6 inci. Ilustrasi pola metalisasi Ag FS ditunjukkan pada Gambar 17(b). Pembukaan jari Ag telah dikurangi menjadi di bawah 30μm, sementara penerapan 5 bus-bar semakin diadopsi sekarang. Dengan parameter layar seperti itu dan penempatan pasta yang baik, FF>80% yang konsisten harus diperoleh untuk sel surya Al-BSF dengan kehilangan bayangan optik<>
6.2 Pengeringan dan pembakaran cepat pasta metalisasi
Pasta metalisasi terdiri dari serbuk logam, pelarut dan pengikat organik. Dalam kasus pasta FS Ag, pasta juga mengandung glass-frit saat mengetsa lapisan SiNx:H dan membuat kontak dengan emitor tipe-n [41]. Pasta logam dikeringkan setelah dicetak dan akhirnya dikirim melalui tungku pembakaran cepat untuk sintering dan membentuk kontak RS Al-BSF dan FS Ag. Contoh tungku pembakaran cepat dengan profil suhu ditunjukkan pada Gambar 18. Proses sintering jari FS Ag diilustrasikan pada Gambar 19. Ketika sel surya melewati tungku pembakaran cepat, pengikat organik dibakar, diikuti dengan pencairan frit kaca dan akhirnya pembentukan kristal Ag yang berkontak dengan emitor tipe-n. Profil pembakaran perlu disetel berdasarkan jenis pasta metalisasi dan profil difusi emitor tertentu. Sebagai contoh, suhu puncak pembakaran bisa rendah sehingga tidak membentuk kontak ohmik yang baik pada FS, sedangkan suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan difusi Ag melalui sambungan dan shunting sambungan pn. Gambar sel surya Al-BSF multi-kristal lengkap ditunjukkan pada Gambar 20.
Gambar 18.(a) Contoh tungku pembakaran untuk kontak logam sintering dan (b) ilustrasi profil suhu tungku pembakaran. Sumber: centrotherm GmbH.
Gambar 19.Ilustrasi proses pembakaran. (a) Pembakaran pengikat organik, (b) pencairan frit kaca yang menggores SiNx:H dan (c) pembentukan kristal Ag pada antarmuka emitor.
Gambar 20.(a) FS sel surya lengkap dan (b) RS sel surya lengkap.
6.3 Metalisasi sisi depan berbasis plating
Biaya berbagai faktor dalam pemrosesan sel surya telah menurun selama bertahun-tahun, sedangkan kontribusi Ag depan masih yang paling signifikan [42]. Sejumlah besar pekerjaan telah dilakukan untuk menggantikan Ag dengan logam alternatif seperti tembaga (Cu) yang memiliki nilai konduktivitas yang sangat dekat dengan Ag dan juga menawarkan potensi keuntungan biaya yang signifikan [43,44]. Cu memiliki difusivitas dan kelarutan yang tinggi dalam Si dan karenanya lapisan penghalang seperti nikel (Ni) diendapkan pada Si sebelum pelapisan Cu [42]. Light-induced plating (LIP) yang berasal dari pelapisan konvensional memanfaatkan efek fotovoltaik cahaya untuk melapisi logam yang diinginkan dan memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan pelapisan konvensional [43,44].
Metallisasi sisi depan berbasis Ni-Cu memerlukan langkah pola ARC sisi depan tambahan tidak seperti metalisasi berbasis pasta Ag dan dalam banyak kasus juga langkah sintering Ni tambahan untuk mengurangi resistansi kontak dan memiliki adhesi yang baik dari tumpukan logam [42 ]. Sel surya mc-Si potong DWS komersial berdasarkan tumpukan berlapis Ni-Cu-Ag telah ditunjukkan dengan lebar jari 22μm, rasio aspek mendekati 0,5 dan efisiensi serupa dengan sel surya berbasis Ag yang dicetak di layar referensi [45 ].
Perbaikan terus-menerus pada pasta Ag FS bersama dengan kesederhanaan, keandalan, dan throughput yang tinggi dari proses sablon telah mempersulit metalisasi berbasis Ni-Cu untuk bersaing dengan metalisasi FS berbasis Ag. Namun, konsep efisiensi sel surya yang tinggi seperti sel surya bifacial heterojunction, di mana Cu dapat langsung disepuh ke oksida konduktor transparan, proses pelapisan disederhanakan dan hanya membutuhkan satu alat [39]. Demikian pula, konsep efisiensi tinggi yang membutuhkan pengurangan jumlah logam dapat mencapai hal yang sama dengan menggunakan metalisasi berbasis pelapisan [42,46].
6.4 Pengujian IV dan Karakterisasi Sel Surya
Langkah terakhir adalah pengujian IV sel surya lengkap sesuai dengan kondisi uji standar (STC), yaitu AM 1.5G, 1000W/m2 dengan simulator surya Kelas AAA. Contoh probing FS sel surya ditunjukkan pada Gambar 21. Parameter khas yang diperoleh dari penguji IV ditunjukkan pada Tabel 3. Penguji IV memiliki banyak parameter karakterisasi yang dapat membantu untuk diagnosis cacat sel surya. Gambar elektroluminesensi (EL) dan IR termal representatif dari sel surya dengan beberapa cacat ditunjukkan pada Gambar 22(a)–(c). Gambar EL sel surya yang baik dengan intensitas seragam ditunjukkan pada Gambar 22(a), sedangkan untuk sel surya di mana jari-jari FS tidak dicetak seragam, kontras yang lebih gelap dapat dilihat pada Gambar 22(b). Gambar 22(c). ) menunjukkan gambar IR termal sel surya dengan shunt lokal yang telah terbentuk selama salah satu langkah pemrosesan. Pada akhirnya, sel surya diurutkan dalam wadah efisiensi yang berbeda berdasarkan klasifikasi yang dipilih.
Gambar 21.IV pengukuran FS probing untuk karakterisasi sel surya.
Parameter
Komentar
Vok(V) | Sel surya mc-Si Al-BSF yang baik memiliki nilai>0.635V |
Isc(A) | Sel surya mc-Si Al-BSF yang baik memiliki nilai>9.0 A |
FF (%) | Sel surya mc-Si Al-BSF yang baik memiliki nilai>80% |
Efisiensi (%) | Sel surya mc-Si Al-BSF yang baik memiliki nilai>18,6% |
Vmpp(V) | Tegangan yang sesuai pada titik daya maksimum |
Impp(A) | Arus yang sesuai pada titik daya maksimum |
Rs(Ω) | Sel surya mc-Si Al-BSF yang baik memiliki nilai<1,5> |
RSH(Ω) | Sel surya mc-Si Al-BSF yang baik memiliki nilai>100Ω |
Iputaran(A) | Arus balik pada tegangan 12V harus<0,5 a="" untuk="" sel="" surya="" yang=""> |
Resistensi FS BB-BB (Ω) | Resistansi diukur antara BB di FS |
Resistansi RS BB-BB (Ω) | Resistansi diukur antara BB di RS |
Tabel 3. Parameter karakterisasi sel surya yang diperoleh dari pengukuran IV.
Gambar 22.(a) gambar EL dari sel surya yang baik, (b) gambar EL dari sel surya dengan ketidakseragaman dalam sidik jari Ag dan (c) gambar IR termal dari sel surya yang menunjukkan adanya shunt lokal.
7. Tren masa depan
DWS telah menjadi standar untuk wafer mono-kristal, sementara itu diharapkan memiliki pangsa pasar>80% pada tahun 2022 untuk wafer multi-kristal [2]. SWS untuk wafer multi-kristal diharapkan akan dihentikan pada saat itu. Dengan DWS, kerugian garitan juga akan menjadi<80μm pada="" tahun="" 2022,="" yang="" pada="" gilirannya="" akan="" mengurangi="" konsumsi="" poli-si="" per="" wafer="" di="" bawah="" 15g.="" desain="" 3bb="" untuk="" kontak="" depan="" diharapkan="" akan="" dihentikan="" pada="" tahun="" 2020="" dengan="" pangsa="" 50%="" untuk="" desain="" 5bb.="" dengan="" perbaikan="" berkelanjutan="" dalam="" pasta="" dan="" saringan="" ag,="" lebar="" jari="" fs="" diproyeksikan="" berkurang="" menjadi="" 30μm="" pada="" tahun="" 2022.="" alat="" pemrosesan="" kimia="" basah="" telah="" melampaui="" throughput="" 8.000="" wafer/jam="" pada="" 2018="" dan="" akan="" menyentuh="" 9.000="" wafer/jam="" pada="" 2020.="" peralatan="" pemrosesan="" termal="" telah="" mencapai="" throughput="" 5000="" wafer/jam="" pada="" 2018="" dan="" diperkirakan="" akan="" melampaui="" 7.000="" wafer/jam="" pada="" 2020.="" bagian="" metalisasi="" dan="" pengujian/penyortiran="" iv="" diharapkan="" memiliki="" throughput="">7.000 wafer/jam pada 2022.
Teknologi sel berbasis Al-BSF yang memiliki pangsa pasar>60% pada tahun 2018 diperkirakan akan berkurang menjadi<20% pada="" tahun="" 2025.="" dengan="" lebih="" menekankan="" pada="" konsep="" sel="" surya="" efisiensi="" tinggi,="" pangsa="" perc="" teknologi="" diharapkan="" menjadi="">50% pada tahun 2022. Efisiensi produksi Mono PERC diharapkan menjadi>22% pada tahun 2022, sedangkan untuk multi PERC harus menyentuh 21% pada waktu yang sama. Aspek penting terkait multi-PERC adalah mitigasi masalah berbasis LeTID untuk meminimalkan hilangnya efisiensi setelah pemasangan modul di lapangan. Sel Si HJ dengan efisiensi>22% pada tahun 2018 setelah diharapkan mencapai efisiensi stabil sebesar 23% pada tahun 2020, dengan pangsa pasar sekitar 10% pada tahun 2022. Sel bifacial efisiensi tinggi dengan keuntungan tambahan penyadapan solar radiasi dari sisi belakang diharapkan memiliki pangsa pasar 20% pada tahun 2022. Sel surya kontak balik tipe-N diharapkan melampaui efisiensi 24% pada tahun 2020.
8. Kesimpulan
Sel surya Si telah menjadi bagian penting dari domain energi terbarukan selama beberapa dekade terakhir dengan teknologi manufaktur yang matang. Wafer multi-kristal tipe-P telah menjadi andalan untuk produksi sel surya. Namun, dengan efisiensi yang lebih tinggi dan penurunan biaya produksi, sel surya mono-kristal juga memperoleh bagian yang signifikan dan diharapkan dapat bersaing secara ketat dengan wafer multi-kristal dalam waktu dekat. Untuk teknologi standar Al-BSF, 19 dan 20% masing-masing telah menjadi tolok ukur untuk sel surya multi-kristal dan mono-kristal. Sel mono-PERC dan multi-PERC telah mencapai efisiensi stabil masing-masing 21,5 dan 20%. Selain itu, PERC juga menyediakan pendekatan yang lebih sederhana untuk sel surya bifacial dengan memiliki pola grid pada RS daripada kontak area penuh. Sel surya tipe-n dan bifacial efisiensi tinggi memiliki pangsa pasar<10% yang="" diperkirakan="" akan="" meningkat="" di="" masa="" mendatang.="" teknologi="" manufaktur="" telah="" matang="" jauh="" selama="" beberapa="" tahun="" terakhir="" dengan="" perbaikan="" lebih="" lanjut="" untuk="" meningkatkan="">
Ucapan Terima Kasih
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan dari RCT Solutions GmbH dari siapa beberapa konten untuk bab ini telah diambil. Mehul C.Raval ingin mengucapkan terima kasih kepada rekan Jim Zhou untuk diskusi mengenai tekstur silikon hitam.