Vedomosti

Prehľad technológie a výhod fotovoltických modulov Topcon

Technológia fotovoltaických (PV) modulov TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) predstavuje najnovší pokrok v solárnom priemysle na zlepšenie účinnosti článkov a zníženie nákladov. Jadro technológie TOPCon spočíva v jej unikátnej pasivačnej kontaktnej štruktúre, ktorá účinne znižuje rekombináciu nosičov na povrchu bunky, čím zvyšuje účinnosť konverzie bunky.

Technické výhody

1. Pasivačná kontaktná štruktúra: Bunky TOPCon pripravia supertenkú vrstvu oxidu kremičitého (1-2 nm) na zadnú stranu kremíkového plátku, po ktorej nasleduje nanesenie dopovanej vrstvy polykryštalického kremíka. Táto štruktúra poskytuje nielen vynikajúcu pasiváciu rozhrania, ale vytvára aj selektívny transportný kanál nosiča, ktorý umožňuje prechod väčšinových nosičov (elektrónov), pričom bráni menšinovým nosičom (dieram) v rekombinácii, čím sa výrazne zvyšuje napätie v otvorenom obvode bunky (Voc) a naplnenie. faktor (FF).

2. Vysoká účinnosť konverzie: Teoretická maximálna účinnosť článkov TOPCon je až 28.7 %, čo je výrazne viac ako 24.5 % tradičných článkov PERC typu P. V praktických aplikáciách presiahla účinnosť hromadnej výroby článkov TOPCon 25% s potenciálom na ďalšie zlepšenie.

3. Degradácia spôsobená nízkym svetlom (LID): Kremíkové doštičky typu N majú nižšiu degradáciu spôsobenú svetlom, čo znamená, že moduly TOPCon si môžu zachovať vyšší počiatočný výkon pri skutočnom používaní, čím sa dlhodobo znižuje strata výkonu.

4. Optimalizovaný teplotný koeficient: Teplotný koeficient modulov TOPCon je lepší ako koeficient modulov PERC, čo znamená, že v prostredí s vysokou teplotou sú straty pri výrobe energie modulov TOPCon menšie, najmä v tropických a púštnych oblastiach, kde je táto výhoda obzvlášť zrejmá.

5. kompatibilita: Technológia TOPCon môže byť kompatibilná s existujúcimi výrobnými linkami PERC, ktoré vyžadujú len niekoľko prídavných zariadení, ako sú zariadenia na difúziu bóru a nanášanie tenkých vrstiev, bez potreby otvárania a zarovnávania zadnej strany, čo zjednodušuje výrobný proces.

Proces výroby

Proces výroby článkov TOPCon zahŕňa najmä tieto kroky:

1. Príprava kremíkovej doštičky: Najprv sa ako základný materiál pre článok používajú kremíkové doštičky typu N. Doštičky typu N majú vyššiu životnosť minoritných nosičov a lepšiu odozvu na slabé svetlo.

2. Depozícia oxidovej vrstvy: Na zadnej strane kremíkového plátku je nanesená supertenká vrstva oxidu kremičitého. Hrúbka tejto vrstvy oxidu kremíka je zvyčajne medzi 1-2 nm a je kľúčom k dosiahnutiu pasivačného kontaktu.

3. Nanášanie dopovaného polykryštalického kremíka: Na vrstve oxidu je nanesená vrstva dopovaného polykryštalického kremíka. Túto vrstvu polykryštalického kremíka je možné dosiahnuť pomocou technológie nízkotlakového chemického nanášania z plynnej fázy (LPCVD) alebo plazmového nanášania z plynnej fázy (PECVD).

4. Ošetrenie žíhaním: Ošetrenie žíhaním pri vysokej teplote sa používa na zmenu kryštalinity vrstvy polykryštalického kremíka, čím sa aktivuje pasivačný výkon. Tento krok je rozhodujúci pre dosiahnutie nízkej rekombinácie rozhrania a vysokej účinnosti buniek.

5. Metalizácia: Na prednej a zadnej strane bunky sú vytvorené kovové mriežkové čiary a kontaktné body na zhromažďovanie fotogenerovaných nosičov. Proces metalizácie článkov TOPCon si vyžaduje osobitnú pozornosť, aby nedošlo k poškodeniu pasivačnej kontaktnej štruktúry.

6. Testovanie a triedenie: Po dokončení výroby článku sa vykonajú testy elektrického výkonu, aby sa zaistilo, že články spĺňajú vopred stanovené výkonnostné štandardy. Bunky sa potom triedia podľa výkonových parametrov, aby vyhovovali potrebám rôznych trhov.

7. Montáž modulu: Články sú zostavené do modulov, ktoré sú zvyčajne zapuzdrené materiálmi, ako je sklo, EVA (kopolymér etylénu a vinylacetátu) a zadná vrstva na ochranu článkov a poskytnutie štrukturálnej podpory.

Výhody a výzvy

Výhody technológie TOPCon spočívajú vo vysokej účinnosti, nízkom LID a dobrom teplotnom koeficiente, vďaka čomu sú moduly TOPCon efektívnejšie a majú dlhšiu životnosť v skutočných aplikáciách. Technológia TOPCon však čelí aj nákladovým výzvam, najmä pokiaľ ide o počiatočné investície do zariadenia a výrobné náklady. S neustálym technologickým pokrokom a znižovaním nákladov sa očakáva, že cena článkov TOPCon bude postupne klesať, čím sa zvýši ich konkurencieschopnosť na fotovoltaickom trhu.

Stručne povedané, technológia TOPCon je dôležitým smerom pre rozvoj fotovoltaického priemyslu. Zlepšuje účinnosť konverzie solárnych článkov prostredníctvom technologických inovácií pri zachovaní kompatibility s existujúcimi výrobnými linkami, čím poskytuje silnú technickú podporu pre trvalo udržateľný rozvoj fotovoltaického priemyslu. S neustálym technologickým pokrokom a znižovaním nákladov sa očakáva, že fotovoltaické moduly TOPCon budú v budúcnosti dominovať na fotovoltaickom trhu.