Cunoștințe

Prezentare generală a tehnologiei și avantajelor modulelor fotovoltaice Topcon

Tehnologia modulelor fotovoltaice (PV) TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) reprezintă cele mai recente progrese în industria solară pentru îmbunătățirea eficienței celulelor și reducerea costurilor. Miezul tehnologiei TOPCon constă în structura sa unică de contact de pasivare, care reduce efectiv recombinarea purtătorilor la suprafața celulei, sporind astfel eficiența conversiei celulei.

Repere tehnice

1. Structura de contact de pasivare: Celulele TOPCon pregătesc un strat super-subțire de oxid de siliciu (1-2nm) pe spatele plachetei de siliciu, urmat de depunerea unui strat de siliciu policristalin dopat. Această structură nu numai că oferă o pasivare excelentă a interfeței, dar formează și un canal de transport selectiv al purtătorilor, permițând purtătorilor majoritari (electroni) să treacă, prevenind în același timp recombinarea purtătorilor minoritari (găuri), crescând astfel în mod semnificativ tensiunea de circuit deschis (Voc) a celulei și umplere. factorul (FF).

2. Eficiență ridicată de conversie: Eficiența maximă teoretică a celulelor TOPCon este de 28.7%, semnificativ mai mare decât 24.5% a celulelor PERC tradiționale de tip P. În aplicațiile practice, eficiența producției de masă a celulelor TOPCon a depășit 25%, cu potențial de îmbunătățire suplimentară.

3. Degradare redusă indusă de lumină (LID): Waferele de siliciu de tip N au o degradare mai mică indusă de lumină, ceea ce înseamnă că modulele TOPCon pot menține o performanță inițială mai ridicată în timpul utilizării efective, reducând pierderea de performanță pe termen lung.

4. Coeficient de temperatură optimizat: Coeficientul de temperatură al modulelor TOPCon este mai bun decât cel al modulelor PERC, ceea ce înseamnă că, în mediile cu temperatură ridicată, pierderea de generare de energie a modulelor TOPCon este mai mică, mai ales în regiunile tropicale și deșertice unde acest avantaj este deosebit de evident.

5. Compatibilitate: Tehnologia TOPCon poate fi compatibilă cu liniile de producție PERC existente, necesitând doar câteva dispozitive suplimentare, cum ar fi echipamente de difuzie a borului și de depunere a filmului subțire, fără a fi nevoie de deschiderea și alinierea pe spate, simplificând procesul de producție.

Proces de producție

Procesul de producție al celulelor TOPCon include în principal următorii pași:

1. Prepararea vafelor de siliciu: În primul rând, plăcile de siliciu de tip N sunt folosite ca material de bază pentru celulă. Placile de tip N au o durată de viață mai mare a purtătorului minoritar și un răspuns mai slab la lumină.

2. Depunerea stratului de oxid: Un strat super-subțire de oxid de siliciu este depus pe spatele plachetei de siliciu. Grosimea acestui strat de oxid de siliciu este de obicei între 1-2 nm și este cheia realizării contactului de pasivare.

3. Depunere de siliciu policristalin dopat: Pe stratul de oxid se depune un strat de siliciu policristalin dopat. Acest strat de siliciu policristalin poate fi realizat prin depunerea chimică în vapori la presiune joasă (LPCVD) sau prin tehnologia depunerii chimice în vapori îmbunătățite cu plasmă (PECVD).

4. Tratament de recoacere: Tratamentul de recoacere la temperatură înaltă este utilizat pentru a modifica cristalinitatea stratului de siliciu policristalin, activând astfel performanța de pasivare. Acest pas este crucial pentru obținerea unei recombinări scăzute a interfeței și a unei eficiențe ridicate a celulelor.

5. Metalizarea: Liniile de grilă metalice și punctele de contact sunt formate pe partea din față și din spate a celulei pentru a colecta purtători generați de fotografii. Procesul de metalizare a celulelor TOPCon necesită o atenție specială pentru a evita deteriorarea structurii de contact de pasivare.

6. Testare și sortare: După ce fabricarea celulelor este completă, sunt efectuate teste de performanță electrică pentru a se asigura că celulele îndeplinesc standardele de performanță predeterminate. Celulele sunt apoi sortate în funcție de parametrii de performanță pentru a răspunde nevoilor diferitelor piețe.

7. Asamblarea modulelor: Celulele sunt asamblate în module, în mod obișnuit încapsulate cu materiale precum sticlă, EVA (copolimer etilenă-acetat de vinil) și folie din spate pentru a proteja celulele și pentru a oferi suport structural.

Avantaje și provocări

Avantajele tehnologiei TOPCon constă în eficiența ridicată, capacul scăzut și coeficientul de temperatură bun, toate acestea fac ca modulele TOPCon să fie mai eficiente și să aibă o durată de viață mai lungă în aplicațiile reale. Cu toate acestea, tehnologia TOPCon se confruntă și cu provocări legate de costuri, în special în ceea ce privește investiția inițială în echipamente și costurile de producție. Odată cu progresele tehnologice continue și reducerea costurilor, este de așteptat ca costul celulelor TOPCon să scadă treptat, sporind competitivitatea acestora pe piața fotovoltaică.

Pe scurt, tehnologia TOPCon este o direcție importantă pentru dezvoltarea industriei fotovoltaice. Îmbunătățește eficiența de conversie a celulelor solare prin inovație tehnologică, menținând în același timp compatibilitatea cu liniile de producție existente, oferind suport tehnic puternic pentru dezvoltarea durabilă a industriei fotovoltaice. Cu progresul tehnologic continuu și reducerea costurilor, modulele fotovoltaice TOPCon sunt de așteptat să domine piața fotovoltaică în viitor.