ألمانيا: معهد فراونهوفر ينجح بتصنيع خلية شمسية بتلامسات موصلة على الوجهين الأمامي والخلفي معتمدةً على تقنية التوبكون بكفاءة تصل إلى 26%
سولارابيك – برلين، ألمانيا – 15 أبريل 2021: أعلن معهد «فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية – the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems» عن تحقيقه رقم قياسي جديد في مجال كفاءة الخلايا الشمسية بالوصول إلى كفاءة قدرها 26% باستخدام خلية شمسية سيليكونية بتلامسات موصلة على الوجهين الأمامي والخلفي «both-sides contacted» وتعتمد على تقنية «التوبكون – TOPCon».
أعلى كفاءة نظرية لخلايا السيليكون البلوري
تهيمن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري على السوق العالمية للطاقة الكهروضوئية بحصة تزيد عن 90 %، وبفضل التقدم والتطور الذي طرأ على التقنيات في مجال الطاقة الشمسية خلال السنوات الأخيرة، استطاع العلماء الوصول لكفاءة نظرية لخلايا السليكون البلوري بنسبة 29.4 %.
خلية شمسية بتلامسات على الوجهين الأمامي والخلفي «both-sides contacted»
نشرت مجلة «Nature Energy» مقالة بعنوان «القواعد التصميمية لخلية شمسية سيليكونية ذات تلامسات على الوجهين الأمامي والخلفي تتمتع بكفاءة عالية مع موازنة انتقال حاملات الشحنة والضياعات الناتجة عن عمليات إعادة الاتحاد» للعالم والباحث د. آرمين ريختر.
تحدثَ د. ريختر ضمن المقالة، عن بنية الخلية الشمسية بتلامسات على الوجهين الأمامي والخلفي «both-sides contacted Solar Cell» والجوانب التصميمية الأساسية التي ساهمت في زيادة الكفاءة.
وأشار أن مفتاح النجاح كان هو تصميم السطح الخلفي للخلية كمساحة كاملة لتجمع حاملات الشحنة المثبطة من الموصلات.
تقنية TOPCon لزيادة كفاءة الخلايا الكهروضوئية
تم تصنيع الخلية الجديدة بالاعتماد على تقنية «التوبكون – TOPCon» والتي تم تطويرها في مختبر «Fraunhofer»، حيث تساعد هذه التقنية على التقليل من خسائر إعادة التركيب السطحي وتحقيق نقل فعال لحاملات الشحنة.
في تقنية «التوبكون – TOPCon» يتم تشكيل وصلة «PN» على كامل الجانب الخلفي، على خلاف الخلايا التقليدية والتي تحتوي على وصلة «PN» على الجانب الامامي فقط.
ولعل من ميزات هذه التقنية (خلية شمسية ذات باعث خلفي) أنها تساعد على زيادة جهد الخلية بالإضافة لتحقيق معامل امتلاء أكبر من تلك التي تحتوي على باعث تجميع على الجانب الأمامي فقط.
تعليق
استناداً إلى تحليل منهجي قائم على المحاكاة، تمكنا من استنباط بعض قواعد التصميمية الأساسية للخلايا الشمسية السيليكونية عالية الكفاءة والتي تزيد كفاءتها عن 26%. وإن استخدام الخلايا الشمسية بتلامسات على الوجهين الأمامي والخلفي «both-sides contacted» قد يمكننا من تحقيق كفاءات تصل إلى 27 % وبالتالي تجاوز الرقم القياسي العالمي السابق لخلايا السيليكون الشمسية.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: the Fraunhofer Institute
