در تازه‌ترین دستاورد علمی حوزه فتوولتائیک، شرکت چینی LONGi Solar جزئیات فنی سلول خورشیدی هیبریدی جدید خود را که در ماه آوریل ۲۰۲۵ معرفی کرده بود، منتشر کرده است.

این سلول با ساختار Hybrid Interdigitated Back-Contact (HIBC) و راندمان خارق‌العاده ۲۷٫۸۱ درصد، به‌عنوان بالاترین بازده ثبت‌شده برای سلول‌های سیلیکونی تک‌اتصالی در جهان شناخته می‌شود. تأیید این رکورد توسط پژوهشگاه انرژی خورشیدی هامِلن آلمان (ISFH) انجام شده است.

💡 ساختار و مواد سلول هیبریدی لانجی

مطابق مقاله علمی با عنوان “Silicon Solar Cells with Hybrid Back Contacts” که در مجله Nature منتشر شده، سلول جدید لانجی بر پایه تکنولوژی‌های پیشرفته زیر طراحی شده است:

• استفاده از تماس‌های تونلی غیرفعال‌شده (Passivated Tunneling Contacts)؛
• لایه‌های دی‌الکتریک غیرفعال‌کننده برای کاهش بازترکیب حامل‌ها؛
• ترکیب همزمان تماس‌های نوع n و تماس‌های نوع p برای بهینه‌سازی جریان الکتریکی؛
• استفاده از ویفر M10 نیم‌برش با مقاومت بالا و پاسیو لبه؛
• تشکیل تماس نوع n از طریق فرآیند ترکیبی دمای بالا–پایین؛
• افزودن لایه Indium Tin Oxide (ITO) برای تسهیل انتقال جانبی حامل‌ها؛
• و بکارگیری پشته چندلایه از AlOx/SiNx روی سطح بافت‌دار جلویی جهت کاهش بازترکیب نوری.

همچنین، تیم پژوهشی میزان دوپینگ فسفر در لایه پلی‌سیلیکون نوع n (n-poly-Si) را به‌صورت یک مرتبه کاهشی تنظیم کرد تا از نفوذ بیش از حد آلاینده‌ها به داخل ویفر جلوگیری شود. این روش با عنوان فناوری “پاسیو درجا در لبه” (in‑situ Passivated Edge Technology – iPET) شناخته می‌شود.

⚙️ بهبود میکروساختار سلول

برای جمع‌آوری مؤثرتر حامل‌ها، از انگشت‌های فلزی با عمق ۸ میکرومتر و حکّاکی انتخابی ITO استفاده شد تا از نشتی بین ناحیه‌های نوع n و نوع p جلوگیری شود. افزون بر آن:

• ضخامت لایه a-Si (سیلیکون آمورف) افزایش یافت تا پوشش کامل ناحیه اتصال p–i–n و دیواره‌های جانبی n-poly-Si تضمین شود.
• جهت کاهش مقاومت تماس، این لایه با استفاده از لیزر پالس سبز نانوثانیه‌ای بلورینه شد تا خاصیت پاسیو در لبه حفظ گردد.

به گفته پژوهشگران لانجی، برای رسیدن به تعادل بهینه بین پاسیو‌سازی و رسانایی، باید ضخامت، ویژگی‌های نوری، و پارامترهای تابش لیزر (شدت تابش و مدت پالس) دقیقاً تنظیم شوند.

🔋 نتایج عملکرد سلول

راندمان جهانی ثبت‌شده ۲۷٫۸۱٪ بر روی سطح فعال ۱۳۳٫۶۳ سانتی‌متر مربع حاصل شد. سایر پارامترها نیز شامل:

• جریان اتصال کوتاه (Jsc) = ۵۶۹۸ میلی‌آمپر،
• ولتاژ مدار باز (Voc) = ۷۴۴٫۹ میلی‌ولت،
• ضریب پرشدگی (Fill Factor) = ۸۷٫۵۵٪.

در مقاله ذکر شده است که این عملکرد نتیجه‌ی تلفیق فناوری‌های پیشرفته‌ای همچون بلورینه‌سازی با لیزر، پاسیو لبه درجا، و اصلاح سطح بهینه است که منجر به کاهش ضریب ایده‌آل‌بودن سلول (Ideality Factor) به کمتر از ۱ در نقطه حداکثر توان (MPP) شده و ضریب پرشدگی را به‌طور چشمگیر افزایش داده است.

🔬 گام بعدی در توسعه صنعتی

لانجی اعلام کرده است که فناوری‌های به‌کاررفته در این سلول را می‌توان به‌آسانی در فرآیند تولید سلول‌های هتروجانکشن (HJT) نیز به‌کار گرفت.

به گفته شرکت، تماس نوع p حدود ۵۰٪ افت رسانایی بیشتری نسبت به تماس نوع n دارد که نشان‌دهنده نیاز به بهبود بیشتر مقاومت تماس‌ها در نسل‌های بعدی است.

🌍 جمع‌بندی آرانیرو:

رکورد جدید LONGi نقطه عطفی در رقابت جهانی برای دستیابی به راندمان بالای سلول‌های سیلیکونی است. این دستاورد نه تنها برتری علمی چین در فناوری نیمه‌هادی‌ها را تثبیت می‌کند، بلکه نشان‌دهنده گذر تدریجی صنعت خورشیدی از سلول‌های PERC و HJT کلاسیک به نسل آینده سلول‌های هیبریدی با تماس‌های کاملاً کنترل‌شده در سطح اتمی است.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: مجله فتوولتائیک PV

جمع‌بندی درباره سلول خورشیدی

سلول خورشیدی یکی از موضوعات مهم در صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر است و پیگیری آخرین تحولات آن برای فعالان این حوزه اهمیت زیادی دارد.

برای ارزیابی هر پروژه مرتبط با سلول خورشیدی، عواملی مانند هزینه سرمایه‌گذاری، بازده فنی، دوام تجهیزات و شرایط اقلیمی محل اجرا باید در کنار هم بررسی شوند.

تجربه بازارهای پیشرو نشان می‌دهد توسعه سلول خورشیدی بدون برنامه‌ریزی بلندمدت و همکاری میان تولیدکنندگان، سرمایه‌گذاران و نهادهای نظارتی به نتیجه مطلوب نمی‌رسد.

کاهش تدریجی هزینه فناوری‌ها باعث شده سلول خورشیدی برای شرکت‌ها و مصرف‌کنندگان توجیه اقتصادی بیشتری پیدا کند و سهم آن در سبد انرژی افزایش یابد.

در انتخاب راهکار مرتبط با سلول خورشیدی توجه به استانداردهای کیفی، ضمانت محصول و خدمات پس از فروش از مهم‌ترین معیارهای تصمیم‌گیری است.

برای اطلاعات بیشتر درباره روند جهانی می‌توانید گزارش‌های آژانس بین‌المللی انرژی درباره فتوولتائیک را مطالعه کنید.