Znanja

Pregled tehnologije i prednosti Topcon fotonaponskih modula

Tehnologija fotonaponskih (PV) modula TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) predstavlja najnovija dostignuća u solarnoj industriji za poboljšanje efikasnosti ćelija i smanjenje troškova. Srž TOPCon tehnologije leži u njenoj jedinstvenoj pasivnoj kontaktnoj strukturi, koja efektivno smanjuje rekombinaciju nosioca na površini ćelije, čime se povećava efikasnost konverzije ćelije.

Technical Highlights

1. Struktura kontakta za pasivizaciju: TOPCon ćelije pripremaju supertanak oksidni silicijumski sloj (1-2nm) na poleđini silicijumske pločice, nakon čega sledi nanošenje dopiranog polikristalnog silicijumskog sloja. Ova struktura ne samo da pruža odličnu pasivizaciju interfejsa, već i formira selektivni transportni kanal nosača, omogućavajući većinskim nosiocima (elektronima) da prolaze, dok sprečavaju rekombinaciju manjinskih nosilaca (rupa), čime se značajno povećava napon otvorenog kola (Voc) i punjenje ćelije. faktor (FF).

2. Visoka efikasnost konverzije: Teoretski maksimalna efikasnost TOPCon ćelija je čak 28.7%, što je znatno više od 24.5% tradicionalnih PERC ćelija P-tipa. U praktičnim primenama, efikasnost masovne proizvodnje TOPCon ćelija je premašila 25%, sa potencijalom za dalje poboljšanje.

3. Niska degradacija izazvana svjetlom (LID): N-tip silikonske pločice imaju manju degradaciju izazvanu svjetlom, što znači da TOPCon moduli mogu održati veće početne performanse u stvarnoj upotrebi, smanjujući gubitak performansi na duži rok.

4. Optimizirani temperaturni koeficijent: Temperaturni koeficijent TOPCon modula je bolji od PERC modula, što znači da je u okruženjima s visokim temperaturama gubitak energije TOPCon modula manji, posebno u tropskim i pustinjskim regijama gdje je ova prednost posebno očigledna.

5. kompatibilnost: TOPCon tehnologija može biti kompatibilna sa postojećim PERC proizvodnim linijama, zahtijevajući samo nekoliko dodatnih uređaja, kao što su oprema za difuziju bora i taloženje tankog filma, bez potrebe za otvaranjem i poravnavanjem sa zadnje strane, pojednostavljujući proizvodni proces.

Proizvodni proces

Proces proizvodnje TOPCon ćelija uglavnom uključuje sljedeće korake:

1. Priprema silikonskih vafla: Prvo, N-tip silikonske pločice se koriste kao osnovni materijal za ćeliju. Oblatne N-tipa imaju duži vijek trajanja manjinskih nosača i bolji odziv na slabo svjetlo.

2. Taloženje oksidnog sloja: Super tanak oksidni silicijumski sloj se nanosi na poleđinu silikonske pločice. Debljina ovog oksidnog silicijumskog sloja je obično između 1-2 nm i ključna je za postizanje kontakta sa pasivizacijom.

3. Taloženje dopiranog polikristalnog silicijuma: Dopirani polikristalni silicijumski sloj nanosi se na sloj oksida. Ovaj polikristalni silicijumski sloj može se postići kroz tehnologiju hemijskog taloženja pare niskog pritiska (LPCVD) ili tehnologiju hemijskog taloženja pare uz pomoć plazme (PECVD).

4. Tretman žarenjem: Tretman visokotemperaturnim žarenjem se koristi za promjenu kristalnosti sloja polikristalnog silicijuma, čime se aktivira pasivizacija. Ovaj korak je ključan za postizanje niske rekombinacije interfejsa i visoke efikasnosti ćelije.

5. Metalizacija: Metalne rešetkaste linije i kontaktne tačke formiraju se na prednjoj i zadnjoj strani ćelije za prikupljanje foto generisanih nosača. Proces metalizacije TOPCon ćelija zahteva posebnu pažnju kako bi se izbeglo oštećenje pasivne kontaktne strukture.

6. Testiranje i sortiranje: Nakon što je proizvodnja ćelije završena, provode se testovi električnih performansi kako bi se osiguralo da ćelije ispunjavaju unaprijed određene standarde performansi. Ćelije se zatim sortiraju prema parametrima performansi kako bi se zadovoljile potrebe različitih tržišta.

7. Sklop modula: Ćelije su sastavljene u module, obično inkapsulirane materijalima kao što su staklo, EVA (etilen-vinil acetat kopolimer) i stražnji sloj za zaštitu ćelija i pružanje strukturalne podrške.

Prednosti i izazovi

Prednosti TOPCon tehnologije leže u njenoj visokoj efikasnosti, niskom LID-u i dobrom temperaturnom koeficijentu, što sve čini TOPCon module efikasnijim i imaju duži vek trajanja u stvarnim primenama. Međutim, TOPCon tehnologija se takođe suočava sa izazovima troškova, posebno u pogledu početne investicije u opremu i troškova proizvodnje. Uz kontinuirani tehnološki napredak i smanjenje troškova, očekuje se da će se cijena TOPCon ćelija postepeno smanjivati, povećavajući njihovu konkurentnost na fotonaponskom tržištu.

Ukratko, TOPCon tehnologija je važan pravac za razvoj fotonaponske industrije. Poboljšava efikasnost konverzije solarnih ćelija kroz tehnološke inovacije uz održavanje kompatibilnosti sa postojećim proizvodnim linijama, pružajući snažnu tehničku podršku za održivi razvoj fotonaponske industrije. Uz kontinuirani tehnološki napredak i smanjenje troškova, očekuje se da će TOPCon fotonaponski moduli dominirati na fotonaponskom tržištu u budućnosti.