Jak działają komórki IBC

Ogniwa z pośrednim kontaktem zwrotnym (IBC) mogą być jedną z najbardziej skomplikowanych technologii wykorzystywanych do produkcji paneli słonecznych, ale oferują również wartości i wydajności, których nie można zignorować, dlatego jest dziś uważana za ważną alternatywę.

Tradycyjne ogniwa słoneczne osiągają konwersję energii poprzez umieszczenie przednich styków w ogniwie. Oznacza to, że fotony, które docierają do powierzchni komórki, muszą zostać w tym momencie zaabsorbowane, aby uwolnić elektrony i wytworzyć elektryczność.

Jeśli nie zostaną wchłonięte, zostaną przesłane lub odbite. Można to uznać za stratę.

Komórki IBC wdrażają inny pomysł. Zamiast umieszczać kontakty z przodu komórki, umieszczają je na tylnej stronie.

To pozwala im osiągnąć wyższą wydajność dzięki zmniejszonemu cieniowaniu z przodu ogniwa, a jednocześnie pary elektron-dziura generowane przez pochłonięte światło można nadal gromadzić na tylnej stronie ogniwa.

Na poniższej ilustracji możesz spojrzeć na strukturę komórek IBC z tyłu.

Zalety komórek IBC w porównaniu do Al-BSF

Niższe straty cieniowania

Pierwszym i najważniejszym jest to, że utrata zacienienia spowodowana przez elektrodę przednią (styk) jest zerowa, co pozwala uzyskać przyrosty między 5-7% w generowanym prądzie.

Niższa rezystancja szeregowa

Ponadto, jak widać na powyższej ilustracji, styki z tyłu zajmują większy obszar.

Jest to związane ze znacznie niższą rezystancją szeregową ze względu na fakt, że przestrzeń między stykami jest nieznaczna w porównaniu do konwencjonalnego ogniwa słonecznego.
 

Można to zrobić tylko z tylnymi ogniwami kontaktowymi, ponieważ nie ma potrzeby pozostawiać szerszej przestrzeni otwartej z przodu dla pochłaniania światła.

Jest to naprawdę interesująca cecha, gdy rozważa się skoncentrowane ogniwa PV (CPV), w których wpływ rezystancji szeregowej jest niezwykle ważny.

Niezależność między optymalizacją optyczną i elektryczną

Ogromną zaletą jest oddzielenie optymalizacji optycznej od optymalizacji elektrycznej.

W tradycyjnych ogniwach słonecznych musi istnieć ograniczony handel między opornością szeregową, stratami rekombinacji, absorpcją światła, wydajnością i wysokimi napięciami w obwodzie otwartym, ponieważ zarówno przewodzenie elektryczne, jak i konwersja energii są wykonywane z przodu.

W komórkach IBC dwie funkcje są od siebie niezależne. Optymalizacja optyczna przeprowadzana jest z przodu, a optymalizacja elektryczna z tyłu.

Dlaczego komórki IBC są bardziej skomplikowane:

• Aktualny przepływ nośników odbywa się w dwóch wymiarach, podczas gdy w standardowych komórkach jest to tylko jeden wymiar.
• Wydajność ogniwa IBC jest ściśle związana z żywotnością BSF i rekombinacją powierzchni przedniej, co wymaga wyższej jakości płytek krzemowych o dłuższym okresie eksploatacji.
• Wyrównanie obszarów typu n i typu p po tej samej stronie płytki (strona tylna) jest bardziej skomplikowane.
• W procesie produkcyjnym konieczne są wyrafinowane procedury czyszczenia i doskonała kontrola zanieczyszczenia.