Kunskaper

Översikt över Topcon solcellsmodulteknik och fördelar

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) fotovoltaisk (PV) modulteknologi representerar de senaste framstegen inom solenergiindustrin för att förbättra celleffektiviteten och minska kostnaderna. Kärnan i TOPCon-teknologin ligger i dess unika passiveringskontaktstruktur, som effektivt reducerar bärarrekombination vid cellytan och därigenom förbättrar cellens omvandlingseffektivitet.

Tekniska höjdpunkter

1. Passiveringskontaktstruktur: TOPCon-celler förbereder ett supertunt kiseloxidskikt (1-2nm) på baksidan av kiselskivan, följt av avsättning av ett dopat polykristallint kiselskikt. Denna struktur ger inte bara utmärkt gränssnittspassivering utan bildar också en selektiv bärartransportkanal, som tillåter majoritetsbärare (elektroner) att passera igenom samtidigt som minoritetsbärare (hål) förhindras från att rekombinera, vilket avsevärt ökar cellens öppen kretsspänning (Voc) och fyllning faktor (FF).

2. Hög konverteringseffektivitet: Den teoretiska maximala effektiviteten för TOPCon-celler är så hög som 28.7 %, betydligt högre än de 24.5 % av traditionella PERC-celler av P-typ. I praktiska tillämpningar har massproduktionseffektiviteten för TOPCon-celler överstigit 25 %, med potential för ytterligare förbättringar.

3. Låg ljusinducerad nedbrytning (LID): Kiselskivor av N-typ har en lägre ljusinducerad degradering, vilket innebär att TOPCon-moduler kan bibehålla en högre initial prestanda vid faktisk användning, vilket minskar prestandaförlusten på lång sikt.

4. Optimerad temperaturkoefficient: Temperaturkoefficienten för TOPCon-moduler är bättre än den för PERC-moduler, vilket innebär att i högtemperaturmiljöer är effektförlusten för TOPCon-moduler mindre, särskilt i tropiska och ökenområden där denna fördel är särskilt uppenbar.

5. Kompatibilitet: TOPCon-teknologin kan vara kompatibel med befintliga PERC-produktionslinjer och kräver endast ett fåtal ytterligare enheter, såsom bor-diffusion och tunnfilmsavsättningsutrustning, utan behov av baksidaöppning och inriktning, vilket förenklar produktionsprocessen.

Produktionsprocess

Produktionsprocessen av TOPCon-celler inkluderar huvudsakligen följande steg:

1. Silicon Wafer Preparation: För det första används kiselskivor av N-typ som basmaterial för cellen. Wafers av N-typ har längre livslängd för minoritetsbärare och bättre svagt ljusrespons.

2. Oxidlageravsättning: Ett supertunt kiseloxidskikt är avsatt på baksidan av kiselskivan. Tjockleken på detta oxidkiselskikt är vanligtvis mellan 1-2nm och är nyckeln till att uppnå passiveringskontakt.

3. Dopad polykristallint kiselavsättning: Ett dopat polykristallint kiselskikt avsätts på oxidskiktet. Detta polykristallina kiselskikt kan uppnås genom lågtrycks kemisk ångavsättning (LPCVD) eller plasmaförstärkt kemisk ångavsättning (PECVD) teknologi.

4. Glödgningsbehandling: Högtemperaturglödgningsbehandling används för att ändra kristalliniteten hos det polykristallina kiselskiktet och därigenom aktivera passiveringsprestandan. Detta steg är avgörande för att uppnå låg gränssnittsrekombination och hög celleffektivitet.

5. Metallisering: Metallraster och kontaktpunkter bildas på framsidan och baksidan av cellen för att samla fotogenererade bärare. Metalliseringsprocessen av TOPCon-celler kräver särskild uppmärksamhet för att undvika att skada passiveringskontaktstrukturen.

6. Testning och sortering: Efter att celltillverkningen är klar utförs elektriska prestandatester för att säkerställa att cellerna uppfyller de förutbestämda prestandastandarderna. Cellerna sorteras sedan efter prestandaparametrar för att möta behoven på olika marknader.

7. Modul montering: Cellerna är sammansatta till moduler, vanligtvis inkapslade med material som glas, EVA (eten-vinylacetat-sampolymer) och underfolie för att skydda cellerna och ge strukturellt stöd.

Fördelar och utmaningar

Fördelarna med TOPCon-teknologin ligger i dess höga verkningsgrad, låga LID och goda temperaturkoefficient, som alla gör TOPCon-modulerna mer effektiva och har längre livslängd i faktiska applikationer. TOPCon-teknologin står emellertid också inför kostnadsutmaningar, särskilt när det gäller initiala investeringar i utrustning och produktionskostnader. Med kontinuerliga tekniska framsteg och kostnadsminskningar förväntas kostnaderna för TOPCon-celler gradvis minska, vilket förbättrar deras konkurrenskraft på solcellsmarknaden.

Sammanfattningsvis är TOPCon-teknologin en viktig riktning för utvecklingen av solcellsindustrin. Det förbättrar omvandlingseffektiviteten för solceller genom teknisk innovation samtidigt som den bibehåller kompatibiliteten med befintliga produktionslinjer, vilket ger starkt tekniskt stöd för en hållbar utveckling av solcellsindustrin. Med kontinuerliga tekniska framsteg och kostnadsminskningar förväntas TOPCon solcellsmoduler dominera solcellsmarknaden i framtiden.