TOPCon-Solarzellen
TOPCon stellt derzeit das vielversprechendste Solarzellendesign zur Realisierung hocheffizienter passivierter Kontakte dar, da es sowohl technologisch als auch wirtschaftlich eine zukunftsfähige Weiterentwicklung der etablierten PERC-Technologie ermöglicht.
Industrielle TOPCon-Zellen basieren typischerweise auf n-Typ-Siliziumsubstraten, deren Herstellung einen vergleichsweise komplexeren Bor-Emitter-Diffusionsprozess erfordert – im Gegensatz zum industriell ausgereifteren POCl₃-Diffusionsverfahren, das bei PERC-Zellen zum Einsatz kommt. Aufgrund ihrer höheren Verunreinigungstoleranz sowie ihrer inhärenten Stabilität gegenüber lichtinduzierter Degradation (LID) erreichen n-Typ-TOPCon-Zellen Laborwirkungsgrade von über 26 %.
Was macht TOPCon-Solarzellen aus?
TOPCon steht für "Tunnel Oxide Passivated Contacts" und ist eine Weiterentwicklung der PERC-Technologie. Die Bildung eines ultradünnen Tunneloxids und die Abscheidung einer dotierten Poly-Si-Schicht sind die entscheidenden Prozessschritte, die zur derzeitigen PERC-Technologie hinzukommen. Die Eigenschaften dieser Schichten sind entscheidend, um einen hohe Leerlaufspannung (VOC) und einen niedrigen Serienwiderstand zu erreichen.
Wesentliche Verbesserung des Zellwirkungsgrades
Die auf der Zellrückseite aufgebrachte ultradünne Tunneloxidschicht minimiert in Kombination mit einer hochdotierten Siliziumschicht den Verlust von Ladungsträgern und verbessert die elektrische Leitfähigkeit. Dies führt zu einer signifikant höheren Stromerzeugung bei gleicher Sonnenstrahlung und steigert den Gesamtwirkungsgrad über das Niveau konventioneller PERC-Zellen.
Reduzierte Rekombinationsverluste durch Passivierung
Die beidseitige Passivierung minimiert die Grenzflächendefekte und unterdrückt die Rekombination von Ladungsträgern, die die Stromausbeute verringert.
Rekombination von Ladungsträgern zwischen Silizium und Dielektrikum. Dadurch werden sowohl Oberflächen- als auch Volumenrekombinationsprozesse unterdrückt, was sich in einer erhöhten Minoritätsladungsträgerlebensdauer und verbesserter Zellperformance äußert.
Verbessertes Temperaturverhalten
Aufgrund der optimierten Passivierung und der hohen Ladungsträgerselektion weisen TOPCon-Zellen ein geringeres Temperaturkoeffizient-Verhalten (typisch ~–0,30 %/K) auf. Dies bedeutet, dass ihre Leistung bei steigender Zelltemperatur weniger stark abfällt als bei konventionellen Zelltechnologien, was den Energieertrag unter realen Betriebsbedingungen erhöht.
Welchen Anteil trägt die Prozesstechnologie von centrotherm?
Wir bieten für die Herstellung von TOPCon-Solarzellen die wichtigsten thermischen Prozesse wie Diffusion, Annealing und PECVD an.
