Исследования по стандартизации клеток TOPCon N-типа
- обновлено: 2023-05-14
- By
оойтек
- посещений: 5502
- 0
В последние годы, с развитием и использованием новых технологий, новых процессов и новых структур фотоэлектрических элементов, индустрия фотоэлектрических элементов быстро развивалась. В качестве ключевой технологии, поддерживающей развитие новой энергетики и интеллектуальных сетей, ячейки n-типа стали горячей точкой глобального промышленного развития.
Поскольку контактный фотоэлектрический элемент с туннельным оксидным слоем n-типа (далее именуемый «ячейка TOPCon n-типа») имеет преимущество в производительности, заключающееся в значительном повышении эффективности по сравнению с обычными фотоэлектрическими элементами, с увеличением затрат, контролируемой и зрелой трансформации оборудования, элемент TOPCon n-типа Дальнейшее расширение отечественных производственных мощностей стало основным направлением развития высокоэффективных фотоэлектрических элементов.
Стандартизация аккумуляторов TOPCon n-типа сталкивается с такими проблемами, как невозможность охвата действующих стандартов и необходимость улучшения применимости стандартов. В этом документе будут проведены исследования и анализ стандартизации батарей TOPCon n-типа, а также даны предложения по стандартизации.Статус разработки технологии ячеек TOPCon n-типаСтруктура кремниевого базового материала p-типа, используемого в обычных фотоэлектрических элементах, представляет собой n+pp+, светоприемная поверхность представляет собой поверхность n+, а для формирования эмиттера используется диффузия фосфора.Существует два основных типа структур фотоэлектрических элементов с гомопереходом для материалов на основе кремния n-типа: один - n + np +, а другой - p + nn +.По сравнению с кремнием p-типа кремний n-типа имеет лучшее время жизни неосновных носителей, меньшее затухание и больший потенциал эффективности.Двусторонняя ячейка n-типа, изготовленная из кремния n-типа, обладает такими преимуществами, как высокая эффективность, хороший отклик при слабом освещении, низкий температурный коэффициент и более двусторонняя выработка энергии.Поскольку отраслевые требования к эффективности фотоэлектрического преобразования фотоэлектрических элементов продолжают расти, высокоэффективные фотоэлектрические элементы n-типа, такие как TOPCon, HJT и IBC, будут постепенно занимать рынок будущего.Согласно Международной фотоэлектрической дорожной карте 2021 года (ITRPV), глобальной технологии фотоэлектрической промышленности и прогнозу рынка, элементы n-типа представляют собой будущую технологию и направление развития рынка фотоэлектрических элементов в стране и за рубежом.Среди технических маршрутов трех типов аккумуляторов n-типа аккумуляторы n-типа TOPCon стали технологическим маршрутом с наибольшим масштабом индустриализации благодаря их преимуществам высокой степени использования существующего оборудования и высокой эффективности преобразования.
В настоящее время батареи TOPCon n-типа в промышленности обычно изготавливаются на основе технологии LPCVD (химическое осаждение из паровой фазы при низком давлении), которая имеет множество процедур, эффективность и производительность ограничены, а оборудование зависит от импорта. Его необходимо улучшить. Крупномасштабное производство элементов TOPCon n-типа сталкивается с техническими трудностями, такими как высокая стоимость производства, сложный процесс, низкая производительность и недостаточная эффективность преобразования.Промышленность предприняла множество попыток улучшить технологию ячеек TOPCon n-типа. Среди них технология слоя легированного поликремния in situ применяется при однопроцессном осаждении туннельного оксидного слоя и слоя легированного поликремния (n+-polySi) без оборачивающего покрытия;Металлический электрод батареи TOPCon n-типа изготовлен с использованием новой технологии смешивания алюминиевой пасты и серебряной пасты, что снижает стоимость и улучшает контактное сопротивление; использует переднюю селективную эмиттерную структуру и заднюю многослойную технологию туннельной пассивации контактной структуры.Эти технологические усовершенствования и оптимизация процесса внесли определенный вклад в индустриализацию элементов TOPCon n-типа.Исследования по стандартизации батареи TOPCon n-типаСуществуют некоторые технические различия между элементами TOPCon n-типа и обычными фотоэлектрическими элементами p-типа, и оценка фотоэлементов на рынке основана на текущих стандартах обычных батарей, и нет четких стандартных требований для фотоэлектрических элементов n-типа. .Ячейка TOPCon n-типа имеет характеристики низкого затухания, низкого температурного коэффициента, высокой эффективности, высокого двустороннего коэффициента, высокого напряжения открытия и т. д. Она отличается от обычных фотоэлектрических элементов с точки зрения стандартов.
Этот раздел начнется с определения стандартных показателей батареи TOPCon n-типа, проведите соответствующую проверку по кривизне, прочности электрода на растяжение, надежности и начальным характеристикам затухания, вызванного светом, и обсудите результаты проверки.Определение стандартных показателейОбычные фотоэлектрические элементы основаны на стандарте продукции GB/T29195-2012 «Общие технические условия для наземных солнечных элементов из кристаллического кремния», который четко требует характеристических параметров фотоэлектрических элементов.На основании требований GB/T29195-2012 в сочетании с техническими характеристиками аккумуляторов TOPCon n-типа был проведен постатейный анализ.См. Таблицу 1. Аккумуляторы TOPCon n-типа в основном такие же, как обычные аккумуляторы с точки зрения размера и внешнего вида;
Таблица 1 Сравнение батареи TOPCon n-типа с требованиями GB/T29195-2012
Что касается параметров электрических характеристик и температурного коэффициента, испытания проводятся в соответствии с IEC60904-1 и IEC61853-2, а методы испытаний соответствуют обычным батареям; требования к механическим свойствам отличаются от обычных батарей с точки зрения степени изгиба и прочности электрода на растяжение.Кроме того, в соответствии с фактическими условиями применения продукта в качестве требования надежности добавляется испытание на влажный нагрев.На основании вышеуказанного анализа были проведены эксперименты по проверке механических свойств и надежности аккумуляторов TOPCon n-типа.В качестве экспериментальных образцов были выбраны фотоэлектрические элементы от разных производителей с одинаковым техническим маршрутом. Образцы были предоставлены компанией Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.Эксперимент проводился в сторонних лабораториях и лабораториях предприятий, и были протестированы и проверены такие параметры, как степень изгиба и прочность электрода на растяжение, испытание на термический цикл и испытание на влажное тепло, а также начальные характеристики ослабления света.Проверка механических свойств фотогальванических элементовСтепень изгиба и прочность электрода на растяжение в механических свойствах батарей TOPCon n-типа проверяются непосредственно на самом листе батареи, и проверка метода испытаний заключается в следующем.Проверка испытания на изгибКривизна относится к отклонению между центральной точкой срединной поверхности испытуемого образца и базовой плоскостью срединной поверхности. Это важный показатель для оценки плоскостности батареи под нагрузкой путем тестирования деформации изгиба фотогальванического элемента.Его основной метод испытаний заключается в измерении расстояния от центра пластины до эталонной плоскости с использованием индикатора смещения низкого давления.Компании Jolywood Optoelectronics и Xi'an State Power Investment предоставили по 20 батарей TOPCon размера M10 n-типа каждая. Плоскостность поверхности была лучше 0.01 мм, а кривизна батареи измерялась с помощью измерительного инструмента с разрешением лучше 0.01 мм.Испытание батареи на изгиб проводится в соответствии с положениями 4.2.1 GB/T29195-2012.Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Таблица 2. Результаты испытаний на изгиб ячеек TOPCon n-типа
Стандарты внутреннего контроля предприятий Jolywood и Xi'an State Power Investment требуют, чтобы степень изгиба не превышала 0.1 мм. Согласно анализу результатов выборочных испытаний, средняя степень изгиба Jolywood Optoelectronics и Xi'an State Power Investment составляет 0.056 мм и 0.053 мм соответственно. Максимальные значения составляют 0.08 мм и 0.10 мм соответственно.По результатам тестовой проверки выдвинуто требование, чтобы кривизна батареи TOPCon n-типа была не выше 0.1 мм.Проверка прочности электрода на растяжениеМеталлическая лента соединена с сеткой фотогальванического элемента сваркой для проведения тока. Лента припоя и электрод должны быть соединены стабильно, чтобы свести к минимуму контактное сопротивление и обеспечить эффективность проводимости тока.По этой причине испытание на прочность электрода на растяжение на сетке батареи может оценить свариваемость электрода и качество сварки батареи, что является распространенным методом проверки прочности сцепления двигателя фотоэлектрической батареи.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline
