Конструкция и технология создания контактных структур фотоэлектрических преобразователей
При любом из перечисленных ранее подходов к созданию ФЭП важную роль играют контакты, обеспечивающие токосъем, гак как от них зависят потери от электрического сопротивления. Эти контакты вызывают также частичное затенение поверхности ФЭП и тем самым влияют на оптические потери. Рекордные значения КПД солнечных элементов получены путем выноса контактной структуры на тыльную сторону. Кроме того, при традиционном подходе требуются использование при нанесении контактной сетки содержащих серебро паст и высокие температуры для их спекания, что увеличивает себестоимость преобразователя и пагубно влияет на некоторые промежуточные слои. Новые концепции ведущих производителей оборудования для формирования электрических контактов предусматривают нанесение тонких контактов («ресничек») методом фотогальванического осаждения сплава меди и никеля и переход с двух-трех широких токоснимающих шин на 10—15 тонких проволок. Такой подход позволяет снизить потери как от электрического сопротивления (из-за более частого расположения контактов), так и оптические (из-за меньшего и более равномерного затенения поверхности). Переход от плоских шин к проволокам, которые могут отражать часть упавшего на них света на поверхность пластины благодаря кривизне своей поверхности, также дает возможность снизить оптические потери и стоимость контактных структур (отказ от серебра) [60]. Один из мировых лидеров отрасли — компания Meyer Burger (Швейцария) предлагает формирование проволочной сетки вне элемента на пленке с последующим ее сопряжением с элементом при ламинировании [61], что хотя и приводит к некоторому росту потерь от электрического сопротивления, но в то же время обеспечивает большую устойчивость к изломам элемента в процессе сборки и представляет интерес при реализации тренда уменьшения толщины кремниевых пластин.
Отказ от «ресничек» в пользу проводящих прозрачных покрытий на некоторых тонкопленочных системах и элементах типа HIT также является одним из способов снижения потерь на контактных структурах, однако в этом случае необходимо соблюдать оптимальную толщину покрытия для баланса между потерями от электрического сопротивления и оптическими.
Следует отметить, что многие из считающихся сегодня инновационными решений были предложены российскими специалистами Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ и ООО «Солнечный ветер» еще в 2000 г. В частности, это относится к концепции двустороннего солнечного элемента [62], предложению по выносу токосъемных шин за пределы активной поверхности солнечного элемента, изготовлению токосъемной гребенки из тонких проволок, применению прозрачного проводящего оксида, покрывающего как лицевую, так и тыльную поверхность солнечного элемента.
