ألواح السيليكون الرفيعة المستقلة وخلايا الطاقة الشمسية من خلال تعزيز الحواف

ملخص: تهيمن خلايا الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري ذات الخصائص الصلبة العادية على سوق الطاقة الكهروضوئية، بينما لم يتم تطوير خلايا الطاقة الشمسية الرقيقة من السيليكون البلوري بوزن خفيف ومرونة ذات إمكانيات سوقية كبيرة بشكل واسع بعد. ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى هشاشة ألواح السيليكون ونقص الحلول التي يمكن أن تعالج بشكل جيد معدل الكسر المرتفع خلال تصنيع خلايا الطاقة الشمسية الرقيقة. هنا، نقدم هيكل السيليكون الرقيق مع حلقة معززة (TSRR)، والذي تم استخدامه بنجاح لتحضير ألواح السيليكون المستقلة بسمك 4.7 ميكرون وبقياس 4 بوصات. تؤكد التجارب والمحاكاة للخصائص الميكانيكية لكل من هياكل TSRR وهياكل السيليكون الرقيقة التقليدية على الدور الداعم للحلقة المعززة، التي يمكن أن تشارك الإجهاد طوال تحضير خلايا الطاقة الشمسية وبالتالي تقليل معدل الكسر. علاوة على ذلك، وبمساعدة هيكل TSRR، تم تحقيق كفاءة قدرها 20.33% (مصدقة 20.05%) على خلايا الطاقة الشمسية من السيليكون بسمك 28 ميكرون بمعدل كسر يبلغ ~0%. من خلال دمج محاكاة الخصائص الضوئية والكهربائية لخلايا TSRR، تشير النتائج إلى أن كفاءة عالية يمكن تحقيقها من خلال هيكل TSRR مع عرض مناسب للحلقة. أخيرًا، قمنا بتحضير ألواح TSRR معالجة بخشونة بحجم 50 ~ 60 ميكرون و182 × 182 مم² وأجرينا عمليات التصنيع الرئيسية، مما يؤكد توافق الطريقة TSRR مع الصناعة.