Гибридный двухсторонний элемент с обратным контактом (HIBC) показал эффективность 27,81 %, что было подтверждено Немецким институтом исследований солнечной энергии (ISFH).
Чтобы солнечные технологии оправдали ожидания, солнечные элементы и панели должны преобразовывать как можно больше солнечного света в энергию. Как правило, стандартные элементы имеют КПД до 26 %, то есть они преобразуют 26 % падающего на них солнечного света в электрическую энергию.
Это новое исследование приближает технологию к тому, что позволяет сделать физика. Для кремниевого элемента с одним переходом верхний предел составляет чуть менее 30 %, а теоретический потолок, известный как предел Шокли-Квейссера, — 33,7 %
Исследователям из китайской компании Longi удалось преодолеть одно из самых серьёзных препятствий на пути к повышению эффективности солнечных батарей, известное как коэффициент заполнения (КЗ). Это показатель эффективности солнечной батареи, который определяет, какая часть энергии, которую она теоретически может генерировать, преобразуется в полезную электроэнергию.
Высокий коэффициент мощности означает, что электричество расходуется равномерно и эффективно, а низкий коэффициент мощности означает, что электричество расходуется нерационально. В первую очередь это связано с тем, что частицы, переносящие электричество, сталкиваются со слишком большим сопротивлением в проводке или друг с другом (этот процесс называется рекомбинацией).
Решением проблемы низкого коэффициента заполнения, разработанным исследователями, стала гибридная батарея, в которой были применены две основные инновации. Первой была новая конструкция обратных контактов — электрических клемм, которые собирают ток с батареи. Команда использовала лазер для кристаллизации контактного материала, что позволило создать быстрые проводящие пути для электричества, снизить сопротивление и повысить коэффициент заполнения.
Вторым нововведением стало использование усовершенствованной обработки поверхности и новой технологии под названием iPET (технология пассивации краёв ), которая повысила стабильность и эффективность элемента за счёт подавления рекомбинации. Это коснулось и краёв, где легко теряется электрический ток.
Новая ячейка была протестирована и сертифицирована независимой организацией ISFH в Германии в строгих лабораторных условиях. В результате энергоэффективность составила 27,81 %, а коэффициент заполнения — 87,55 %.
«Эти инновации обеспечивают как экспериментальный, так и теоретический прогресс в области масштабируемых и высокоэффективных кремниевых фотоэлектрических систем», — прокомментировали исследователи в своей статье.