Дорожная карта снижения стоимости солнечных элементов с кремниевым гетеропереходом

Исследования и разработки солнечных элементов с кремниевым гетеропереходом (SHJ) заметно активизировались после недавнего истечения срока действия ключевых патентов, описывающих технологию SHJ. Ожидается, что солнечные элементы SHJ обеспечат ряд преимуществ по стоимости по сравнению с традиционными солнечными элементами на основе кристаллического кремния. В статье анализируются производственные затраты, связанные с пятью различными конструкциями элементов SHJ, включая конструкцию с интерdigitальными тыльными контактами (IBC). С использованием метода расчёта затрат жизненного цикла проанализирована текущая структура затрат этих конструкций SHJ и проведено их сравнение с традиционными модулями на основе монокристаллического кремния с диффузионным p–n-переходом. Сопоставляя результаты для современных конструкций с литературными данными о технологических усовершенствованиях, авторы также представляют прогнозный анализ производственных затрат для пяти типов элементов и модулей SHJ. Для современных конструкций стоимость модулей SHJ составила 0,48–0,56 долл. США на ватт пиковой мощности (Втпик), по сравнению с 0,50 долл. США/Втпик для традиционного модуля на основе c-Si. Преимущество модулей SHJ по эффективности по сравнению с традиционными модулями c-Si нивелируется значительным ростом затрат на металлизацию конструкций SHJ, поскольку требуется сравнительно большое количество низкотемпературной серебряной пасты. Для материалов модулей необходимость применения токопроводящих клеев приводит к небольшому удорожанию модулей SHJ по сравнению с модулями c-Si, однако этот эффект более чем компенсируется повышением эффективности модулей SHJ. Прогнозное исследование показало, что совершенствование обработки элементов и конструкции модулей может привести к значительному снижению производственных затрат для всех изученных типов модулей. Модули SHJ получают значительные преимущества за счёт сокращения и замены потребления серебра, повышения эффективности элементов и применения более тонких пластин; их прогнозные производственные затраты составляют 0,29–0,35 долл. США/Втпик. Стоимость традиционных модулей c-Si менее чувствительна к расходу серебряной пасты, что ограничивает потенциал снижения затрат; их прогнозные производственные затраты составляют 0,33 долл. США/Втпик. Замена оксида индия и олова не была признана существенно способствующей снижению затрат до уровня…