Un estudio reciente publicado por un equipo de científicos de Longi, un fabricante líder de módulos solares en China, ha proporcionado información detallada sobre el innovador desarrollo de la empresa: una célula solar híbrida de contacto posterior interdigitado (HIBC) con una notable eficiencia del 27,81 %. Este logro, que se anunció por primera vez en abril de 2025, ha sido validado por el Instituto de Investigación de Energía Solar Hamelin (ISFH) en Alemania.
En su artículo titulado «Células solares de silicio con contactos traseros híbridos», los investigadores, incluido el presidente y fundador de Longi, Li Zhenguo, aclararon las tecnologías innovadoras detrás de este nuevo diseño de celda. El HIBC utiliza una combinación de contactos de túnel pasivados y capas de pasivación dieléctrica, integrando contactos tipo n y tipo p, que en conjunto mejoran su rendimiento general.
El desarrollo de esta celda implicó el uso de una oblea M10 medio cortada de alta resistividad con técnicas de pasivación de bordes. Para optimizar el contacto tipo n, el equipo implementó un proceso único de alta y baja temperatura, que combina métodos de difusión y deposición. Este proceso es crucial ya que permite la pasivación de los bordes de las obleas durante la producción, un método conocido como tecnología de bordes pasivados in situ (iPET). Además, los investigadores emplearon una capa de óxido de indio y estaño (ITO) para facilitar el transporte de carga lateral, junto con una pila multicapa de óxido de aluminio (AlOx) y nitruro de silicio (SiNx) para reducir la recombinación en la superficie.
En un avance significativo, los científicos redujeron el dopaje con fósforo en la capa de silicio policristalino de tipo n, limitando la difusión del dopante en la región activa de la célula. Esta reducción es imperativa para lograr una alta eficiencia de conversión, ya que influye tanto en la movilidad del operador como en el rendimiento eléctrico.
El diseño incluye dedos de metal con zanjas profundas que tienen un corte de 8 micrómetros para recolectar orificios de manera eficiente, con grabado ITO selectivo para minimizar las fugas entre los diferentes tipos de contactos. El espesor de la capa de silicio amorfo se mejoró cuidadosamente para cubrir adecuadamente la unión p-i-n y garantizar una encapsulación completa de las paredes laterales de n-poli-Si. Para reducir aún más la resistividad del contacto, se empleó un láser de nanosegundos para cristalizar esta capa, asegurando que la pasivación de los bordes permaneciera intacta.
El artículo enfatiza que lograr un equilibrio óptimo entre pasivación y conductividad es fundamental y requiere ajustes meticulosos en el espesor de la capa de a-Si y sus propiedades ópticas, así como una calibración cuidadosa de los parámetros del láser.
Las impresionantes métricas de la célula solar HIBC incluían una corriente de cortocircuito de 5698 mA, un voltaje de circuito abierto de 744,9 mV y un factor de llenado del 87,55 %. Estas cifras sobresalientes son atribuibles a la integración de técnicas avanzadas como la cristalización inducida por láser y tratamientos superficiales mejorados, que han reducido significativamente el factor de idealidad durante las condiciones de seguimiento de máxima potencia.
De cara al futuro, Longi indicó que las técnicas innovadoras desarrolladas para esta célula HIBC podrían ampliarse para su uso en la fabricación de células solares de heterounión (HJT). Sin embargo, la investigación también señaló un área potencial de mejora: el contacto tipo p demostró una pérdida resistiva un 50 % mayor en comparación con el contacto tipo n, lo que destaca la necesidad de avances continuos en la resistividad del contacto para mejorar aún más la eficiencia general de la celda.
