Знания

Обзор технологии и преимуществ фотоэлектрических модулей Topcon

Технология фотоэлектрических (PV) модулей TOPCon (туннельный оксидный пассивированный контакт) представляет собой последние достижения в солнечной промышленности для повышения эффективности элементов и снижения затрат. Суть технологии TOPCon заключается в ее уникальной пассивирующей контактной структуре, которая эффективно уменьшает рекомбинацию носителей на поверхности ячейки, тем самым повышая эффективность преобразования ячейки.

Технические особенности

1. Структура контакта пассивации: ячейки TOPCon создают сверхтонкий слой оксида кремния (1-2 нм) на обратной стороне кремниевой пластины с последующим осаждением слоя легированного поликристаллического кремния. Эта структура не только обеспечивает превосходную пассивацию интерфейса, но также формирует селективный канал транспортировки носителей, позволяя проходить основным носителям (электронам), одновременно предотвращая рекомбинацию неосновных носителей (дырок), тем самым значительно увеличивая напряжение холостого хода ячейки (Voc) и заполняемость. фактор (ФФ).

2. Высокая эффективность преобразования: Теоретическая максимальная эффективность ячеек TOPCon достигает 28.7%, что значительно выше, чем 24.5% традиционных ячеек PERC P-типа. В практическом применении эффективность массового производства элементов TOPCon превысила 25% и имеет потенциал дальнейшего улучшения.

3. Деградация, вызванная слабым освещением (LID): Кремниевые пластины N-типа имеют меньшую деградацию под действием света, а это означает, что модули TOPCon могут поддерживать более высокую начальную производительность при фактическом использовании, уменьшая потери производительности в долгосрочной перспективе.

4. Оптимизированный температурный коэффициент: Температурный коэффициент модулей TOPCon лучше, чем у модулей PERC, а это означает, что в условиях высоких температур потери мощности модулей TOPCon меньше, особенно в тропических и пустынных регионах, где это преимущество особенно очевидно.

5. Совместимость: Технология TOPCon может быть совместима с существующими производственными линиями PERC, требуя всего лишь нескольких дополнительных устройств, таких как оборудование для диффузии бора и оборудования для осаждения тонких пленок, без необходимости открытия и выравнивания задней стороны, что упрощает производственный процесс.

Производственный процесс

Процесс производства элементов TOPCon в основном включает в себя следующие этапы:

1. Подготовка кремниевых пластин: Во-первых, в качестве основного материала ячейки используются кремниевые пластины N-типа. Пластины N-типа имеют более высокий срок службы неосновных носителей и лучший отклик на слабый свет.

2. Нанесение оксидного слоя: Сверхтонкий слой оксида кремния наносится на обратную сторону кремниевой пластины. Толщина этого слоя оксида кремния обычно составляет 1-2 нм и является ключом к достижению пассивационного контакта.

3. Нанесение легированного поликристаллического кремния: На оксидный слой наносится слой легированного поликристаллического кремния. Этот слой поликристаллического кремния может быть получен с помощью технологии химического осаждения из паровой фазы при низком давлении (LPCVD) или химического осаждения из паровой фазы с плазменным усилением (PECVD).

4. Отжиг: высокотемпературный отжиг используется для изменения кристалличности слоя поликристаллического кремния, тем самым активируя характеристики пассивации. Этот шаг имеет решающее значение для достижения низкой рекомбинации границ раздела и высокой эффективности ячейки.

5. Металлизация: металлические линии сетки и контактные точки формируются на передней и задней части элемента для сбора носителей, генерируемых фото. Процесс металлизации элементов TOPCon требует особого внимания, чтобы не повредить структуру пассивационных контактов.

6. Тестирование и сортировка: После завершения изготовления элементов проводятся испытания электрических характеристик, чтобы убедиться, что элементы соответствуют заранее установленным стандартам производительности. Затем ячейки сортируются по параметрам производительности для удовлетворения потребностей различных рынков.

7. Сборка модуля: элементы собираются в модули, обычно заключенные в капсулы из таких материалов, как стекло, этиленвинилацетат (сополимер этилена и винилацетата) и нижний слой для защиты элементов и обеспечения структурной поддержки.

Преимущества и проблемы

Преимущества технологии TOPCon заключаются в ее высокой эффективности, низком значении LID и хорошем температурном коэффициенте, что делает модули TOPCon более эффективными и имеют более длительный срок службы в реальных условиях применения. Однако технология TOPCon также сталкивается с проблемами затрат, особенно с точки зрения первоначальных инвестиций в оборудование и производственных затрат. Ожидается, что благодаря постоянному технологическому прогрессу и снижению затрат стоимость элементов TOPCon будет постепенно снижаться, что повысит их конкурентоспособность на фотоэлектрическом рынке.

Таким образом, технология TOPCon является важным направлением развития фотоэлектрической промышленности. Он повышает эффективность преобразования солнечных элементов за счет технологических инноваций, сохраняя при этом совместимость с существующими производственными линиями, обеспечивая мощную техническую поддержку для устойчивого развития фотоэлектрической промышленности. Ожидается, что благодаря постоянному технологическому прогрессу и снижению затрат фотоэлектрические модули TOPCon будут доминировать на фотоэлектрическом рынке в будущем.