Znanja

Pregled tehnologije fotonaponskih modula Topcon i prednosti

Tehnologija fotonaponskih (PV) modula TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) predstavlja najnoviji napredak u solarnoj industriji za poboljšanje učinkovitosti ćelija i smanjenje troškova. Srž TOPCon tehnologije leži u njegovoj jedinstvenoj strukturi pasivizirajućeg kontakta, koja učinkovito smanjuje rekombinaciju nosača na površini stanice, čime se povećava učinkovitost pretvorbe stanice.

Tehnički naglasci

1. Pasivna kontaktna struktura: TOPCon stanice pripremaju supertanki sloj oksidnog silicija (1-2nm) na poleđini silicijske pločice, nakon čega slijedi taloženje sloja dopiranog polikristalnog silicija. Ova struktura ne samo da pruža izvrsnu pasivizaciju sučelja, već također tvori selektivni transportni kanal nositelja, dopuštajući većinskim nositeljima (elektronima) da prođu kroz njih dok istovremeno sprječava rekombiniranje manjinskih nositelja (rupa), čime se značajno povećava napon otvorenog kruga ćelije (Voc) i puni faktor (FF).

2. Visoka učinkovitost pretvorbe: Teoretska maksimalna učinkovitost TOPCon ćelija je čak 28.7%, znatno više od 24.5% tradicionalnih PERC ćelija P-tipa. U praktičnim primjenama, učinkovitost masovne proizvodnje TOPCon ćelija premašila je 25%, s potencijalom za daljnje poboljšanje.

3. Degradacija izazvana slabim svjetlom (LID): Silicijske pločice N-tipa imaju manju degradaciju izazvanu svjetlom, što znači da TOPCon moduli mogu održati veću početnu izvedbu u stvarnoj upotrebi, dugoročno smanjujući gubitak izvedbe.

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

5. Kompatibilnost: TOPCon tehnologija može biti kompatibilna s postojećim PERC proizvodnim linijama, zahtijevajući samo nekoliko dodatnih uređaja, kao što je difuzija bora i oprema za taloženje tankog filma, bez potrebe za otvaranjem i poravnavanjem stražnje strane, što pojednostavljuje proizvodni proces.

Proces proizvodnje

Proces proizvodnje TOPCon ćelija uglavnom uključuje sljedeće korake:

1. Priprema silicijske ploče: Prvo, silicijske pločice N-tipa koriste se kao osnovni materijal za ćeliju. Pločice N-tipa imaju dulji životni vijek manjinskih nositelja i bolji odziv na slabo svjetlo.

2. Taloženje oksidnog sloja: Supertanki sloj oksidnog silicija nataložen je na poleđini silikonske pločice. Debljina ovog sloja oksidnog silicija obično je između 1-2 nm i ključna je za postizanje pasivizirajućeg kontakta.

3. Taloženje dopiranog polikristalnog silicija: Sloj dopiranog polikristalnog silicija taložen je na sloj oksida. Ovaj sloj polikristalnog silicija može se postići tehnologijom kemijskog taloženja iz pare pod niskim pritiskom (LPCVD) ili tehnologijom kemijskog taloženja iz pare (PECVD) poboljšanog plazmom.

4. Tretman žarenjem: Tretman žarenja na visokoj temperaturi koristi se za promjenu kristalnosti sloja polikristalnog silicija, čime se aktivira učinak pasivizacije. Ovaj korak je ključan za postizanje niske rekombinacije sučelja i visoke učinkovitosti stanica.

5. Metalizacija: Metalne rešetke i kontaktne točke oblikovane su na prednjoj i stražnjoj strani ćelije za prikupljanje foto-generiranih nosača. Proces metalizacije TOPCon ćelija zahtijeva posebnu pozornost kako bi se izbjeglo oštećenje strukture pasivnog kontakta.

6. Testiranje i sortiranje: Nakon završetka proizvodnje ćelija, provode se testovi električnih performansi kako bi se osiguralo da ćelije zadovoljavaju unaprijed određene standarde performansi. Ćelije se zatim sortiraju prema parametrima izvedbe kako bi zadovoljile potrebe različitih tržišta.

7. Sklop modula: Ćelije su sastavljene u module, obično inkapsulirane materijalima kao što su staklo, EVA (etilen-vinil acetatni kopolimer) i stražnja ploča za zaštitu ćelija i pružanje strukturne potpore.

Prednosti i izazovi

Prednosti TOPCon tehnologije leže u visokoj učinkovitosti, niskom LID-u i dobrom temperaturnom koeficijentu, što sve čini TOPCon module učinkovitijima i imaju dulji vijek trajanja u stvarnim primjenama. Međutim, TOPCon tehnologija također se suočava s troškovnim izazovima, posebno u smislu početnog ulaganja u opremu i troškova proizvodnje. Sa stalnim tehnološkim napretkom i smanjenjem troškova, očekuje se da će se trošak TOPCon ćelija postupno smanjivati, povećavajući njihovu konkurentnost na fotonaponskom tržištu.

Ukratko, TOPCon tehnologija je važan smjer razvoja fotonaponske industrije. Poboljšava učinkovitost pretvorbe solarnih ćelija kroz tehnološke inovacije uz zadržavanje kompatibilnosti s 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 fotonaponskim tržištem u budućnosti.