Kunskaper

Forskning om standardisering av N-typ TOPCon-celler

Under de senaste åren, med utvecklingen och utnyttjandet av ny teknik, nya processer och nya strukturer av solcellsceller, har solcellsindustrin utvecklats snabbt. Som en nyckelteknologi som stödjer utvecklingen av ny energi och smarta nät har celler av n-typ blivit en het punkt i den globala industriella utvecklingen.

Eftersom den fotovoltaiska cellen för passivering av n-typ tunneloxidskikt (nedan kallad "TOPCon-cell av n-typ") har prestandafördelen att den förbättrar effektiviteten avsevärt jämfört med konventionella fotovoltaiska celler, med ökningen av kostnadskontrollerbar och mogen utrustningsomvandling, TOPCon-cellen av n-typ Ytterligare utbyggnad av inhemsk produktionskapacitet har blivit den främsta utvecklingsriktningen för högeffektiva solceller.

Standardiseringen av n-typ TOPCon-batterier möter problem såsom oförmågan att täcka nuvarande standarder och behovet av att förbättra tillämpligheten av standarder. Denna artikel kommer att genomföra forskning och analys om standardisering av n-typ TOPCon-batterier, och ge förslag på standardisering.

Utvecklingsstatus för n-typ TOPCon-cellteknologi

Strukturen av p-typ kiselbasmaterial som används i konventionella fotovoltaiska celler är n+pp+, den ljusmottagande ytan är n+ yta och fosfordiffusion används för att bilda emittern.

Det finns två huvudtyper av homojunction fotovoltaiska cellstrukturer för n-typ kiselbasmaterial, den ena är n+np+ och den andra är p+nn+.

Jämfört med kisel av p-typ har kisel av n-typ bättre livslängd för minoritetsbärare, lägre dämpning och större effektivitetspotential.

Den n-typ dubbelsidiga cellen gjord av n-typ kisel har fördelarna med hög effektivitet, bra lågljusrespons, låg temperaturkoefficient och mer dubbelsidig kraftgenerering.

När branschens krav på fotoelektrisk omvandlingseffektivitet för fotovoltaiska celler fortsätter att öka, kommer n-typ högeffektiva fotovoltaiska celler som TOPCon, HJT och IBC gradvis att ockupera den framtida marknaden.

Enligt 2021 International Photovoltaic Roadmap (ITRPV) global solcellsindustriteknik och marknadsprognos representerar n-typceller den framtida tekniken och marknadsutvecklingsriktningen för solceller hemma och utomlands.

Bland de tekniska vägarna för de tre typerna av n-typ-batterier har n-typ TOPCon-batterier blivit den teknologiska vägen med den största industrialiseringsskalan på grund av deras fördelar med hög utnyttjandegrad av befintlig utrustning och hög konverteringseffektivitet.

För närvarande är n-typ TOPCon-batterier i branschen i allmänhet beredda baserat på LPCVD (low-pressure vapor-phase chemical deposition) teknologi, som har många procedurer, effektivitet och utbyte är begränsade och utrustning är beroende av import. Det måste förbättras. Den storskaliga produktionen av n-typ TOPCon-celler står inför tekniska svårigheter såsom höga tillverkningskostnader, komplicerad process, låg avkastning och otillräcklig omvandlingseffektivitet.

Industrin har gjort många försök att förbättra tekniken för n-typ TOPCon-celler. Bland dem tillämpas den in-situ dopade polykiselskiktsteknologin i enkelprocessavsättning av tunneloxidskikt och dopat polykiselskikt (n+-polySi) utan omslagsplätering;

Metallelektroden i n-typ TOPCon-batteriet är förberedd genom att använda den nya tekniken för att blanda aluminiumpasta och silverpasta, vilket minskar kostnaden och förbättrar kontaktmotståndet; antar den främre selektiva sändarstrukturen och den bakre flerskiktiga tunnelpassiverings-kontaktstrukturen.

Dessa tekniska uppgraderingar och processoptimering har gett vissa bidrag till industrialiseringen av n-typ TOPCon-celler.

Forskning om standardisering av n-typ TOPCon-batteri

Det finns några tekniska skillnader mellan n-typ TOPCon-celler och konventionella p-typ fotovoltaiska celler, och bedömningen av fotovoltaiska celler på marknaden baseras på nuvarande konventionella batteristandarder, och det finns inga tydliga standardkrav för n-typ fotovoltaiska celler .

TOPCon-cellen av n-typ har egenskaperna låg dämpning, låg temperaturkoefficient, hög effektivitet, hög bifacial koefficient, hög öppningsspänning, etc. Den skiljer sig från konventionella fotovoltaiska celler när det gäller standarder.

Detta avsnitt kommer att utgå från bestämningen av standardindikatorerna för n-typ TOPCon-batteriet, utföra motsvarande verifiering kring krökningen, elektrodens draghållfasthet, tillförlitlighet och initial ljusinducerad dämpningsprestanda, och diskutera verifieringsresultaten.

Fastställande av standardindikatorer

Konventionella fotovoltaiska celler är baserade på produktstandarden GB/T29195-2012 "General Specifications for Ground-Used Crystalline Silicon Solar Cells", som helt klart kräver de karakteristiska parametrarna för fotovoltaiska celler.

Baserat på kraven i GB/T29195-2012, kombinerat med de tekniska egenskaperna hos n-typ TOPCon-batterier, utfördes analysen punkt för punkt.

Se tabell 1, n-typ TOPCon-batterier är i princip samma som konventionella batterier vad gäller storlek och utseende;

Tabell 1 Jämförelse mellan n-typ TOPCon-batteri och GB/T29195-2012 krav

När det gäller elektriska prestandaparametrar och temperaturkoefficient utförs tester enligt IEC60904-1 och IEC61853-2, och testmetoderna överensstämmer med konventionella batterier; Kraven på mekaniska egenskaper skiljer sig från konventionella batterier vad gäller böjningsgrad och elektroddraghållfasthet.

Dessutom, beroende på den faktiska användningsmiljön för produkten, tillkommer ett fuktvärmetest som ett tillförlitlighetskrav.

Baserat på ovanstående analys utfördes experiment för att verifiera de mekaniska egenskaperna och tillförlitligheten hos n-typ TOPCon-batterier.

Fotovoltaiska cellprodukter från olika tillverkare med samma tekniska väg valdes ut som experimentella prover. Proverna tillhandahölls av Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.

Experimentet utfördes i tredjepartslaboratorier och företagslaboratorier, och parametrarna som böjningsgrad och elektroddraghållfasthet, termisk cykeltest och fuktvärmetest och initial ljusinducerad dämpningsprestanda testades och verifierades.

Verifiering av mekaniska egenskaper hos fotovoltaiska celler

Böjgraden och elektrodens draghållfasthet i de mekaniska egenskaperna hos n-typ TOPCon-batterier testas direkt på själva batteriplåten och verifieringen av testmetoden är som följer.

01

Verifiering av böjningstest

Krökning avser avvikelsen mellan mittpunkten på medianytan på det testade provet och referensplanet för medianytan. Det är en viktig indikator för att utvärdera plattheten hos batteriet under stress genom att testa böjningsdeformationen hos solcellscellen.

Dess primära testmetod är att mäta avståndet från mitten av skivan till ett referensplan med hjälp av en lågtrycksförskjutningsindikator.

Jolywood Optoelectronics och Xi'an State Power Investment tillhandahöll 20 stycken M10 TOPCon-batterier av storlek n-typ vardera. Ytans planhet var bättre än 0.01 mm, och batteriets krökning testades med ett mätverktyg med en upplösning bättre än 0.01 mm.

Batteriets böjningstest utförs enligt bestämmelserna i 4.2.1 i GB/T29195-2012.

Testresultaten visas i tabell 2.

Tabell 2 Böjningstestresultat av n-typ TOPCon-celler

Företagens interna kontrollstandarder för Jolywood och Xi'an State Power Investment kräver båda att böjningsgraden inte är högre än 0.1 mm. Enligt analysen av provtagningstestresultaten är den genomsnittliga böjningsgraden för Jolywood Optoelectronics och Xi'an State Power Investment 0.056 mm respektive 0.053 mm. De maximala värdena är 0.08 mm respektive 0.10 mm.

Enligt resultaten av testverifieringen föreslås kravet att krökningen för n-typ TOPCon-batteriet inte är högre än 0.1 mm.

02

Verifiering av elektroddraghållfasthetstest

Metallbandet är anslutet till solcellscellens nättråd genom svetsning för att leda ström. Lödbandet och elektroden bör anslutas stabilt för att minimera kontaktresistansen och säkerställa strömledningseffektiviteten.

Av denna anledning kan elektroddraghållfasthetstestet på batteriets nättråd utvärdera elektrodsvetsbarheten och svetskvaliteten hos batteriet, vilket är en vanlig testmetod för vidhäftningshållfastheten hos den fotovoltaiska batterimotorn.

<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline