HETSI

Ambito: Attività Dipartimentale “Nuove tecnologie per il fotovoltaico”

Titolo: Heterojunction Solar Cells based on a-Si c-Si

Responsabile per ENEA: Francesco Roca

Committente: Comunità Europea

Partner Partecipano al progetto sei centri di ricerca (CEA che ha il ruolo di coordinatore, CNRS, ECN, ENEA, IMEC, HMI) ben distribuiti in Europa, due Università (Neuchâtel ed Utrecht), tre primarie industrie europee, di cui una, la Q-cell, è leader mondiale nella produzione di celle fotovoltaiche, ed un società di consulenza francese (ALMA)

Obiettivi generali

Allo scopo di sostenere la richiesta di silicio sul mercato mondiale e abbassare il costo del fotovoltaico è necessario: ridurre la quantità di materiale per la realizzazione dei dispositivi; aumentare, a basso costo, l’efficienza di conversione (>20%) riducendo contemporaneamente i tempi di processo (throughput), per garantire una adeguata produttività. Per raggiungere l’obiettivo si devono utilizzare wafer più grandi e più sottili, sviluppare idonei materiali di minore purezza, sviluppare processi a più bassa temperatura per la realizzazione della giunzione e per la passivazione superficiale rispetto a quelle solitamente in uso nella tecnologia convenzionale del cSi (800-1200°C).
La tecnologia delle eterogiunzioni silicio amorfo-cristallino (aSi-cSi) rappresenta una delle soluzioni più promettenti per soddisfare tutte queste esigenze.
Gli obiettivi generali del progetto HETSI riguardano la produzione di materiali e dispositivi fotovoltaici basati su architetture già disponibili ad eterogiunzione con riduzioni di costo fino al 50% rispetto alla tecnologia convenzionale, efficienze del 21 % per mono e 18 % per policristallino, uso di wafer sottili di spessore 100-150 µm ed area ~12x12 cm2 per mono e ~15 x15 cm2 per policristallino.
E’previsto anche l’ottenimento dell’ambizioso traguardo di ridurre la quantità di materiale necessaria per il watt di picco (in prospettiva fino a 5-6 g /Wp). Il progetto prevede anche l’introduzione del silicio ribbon per ottenere efficienze ~14%. Nel medio¬lungo termine, il progetto punta a dimostrare la fattibilità di celle commerciali di basso costo basate su nuove architetture a contatti posteriori quali le ultra-high efficiency rear-contact cells (RCC-HET) con efficienze ipotizzate a fine progetto >22%.
Il progetto si articolerà in otto linee di ricerca contigue, interagenti tra loro, ma ben distinte: 

• WP1: Management and innovation related activities 
  WP2: Characterization, modeling, roadmap to 25% efficiency 
  WP3: Deposited junction and BSF 
  WP4: TCO and contacts metallization 
  WP5: Cell process integration on large area wafers 
  WP6: Heterojunctions applied to rear contact cells and ribbons 
  WP7: Module technology 
  WP8: Up-scaling and technology assessment

L’ENEA offre il suo qualificato contributo prevalentemente sul WP3 (eterogiunzioni front/back), WP4 (ossidi trasparenti conduttori) e WP6 (architetture innovative).