Overzicht van de fotovoltaïsche moduletechnologie en voordelen van Topcon
TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) fotovoltaïsche (PV) moduletechnologie vertegenwoordigt de nieuwste ontwikkelingen in de zonne-energie-industrie voor het verbeteren van de celefficiëntie en het verlagen van de kosten. De kern van de TOPCon-technologie ligt in de unieke passivatiecontactstructuur, die de recombinatie van dragers aan het celoppervlak effectief vermindert, waardoor de conversie-efficiëntie van de cel wordt verbeterd.
Technische hoogtepunten
Passivering Contactstructuur: TOPCon-cellen bereiden een superdunne oxide-siliciumlaag (1-2 nm) voor op de achterkant van de siliciumwafel, gevolgd door de afzetting van een gedoteerde polykristallijne siliciumlaag. Deze structuur zorgt niet alleen voor een uitstekende passivatie van het grensvlak, maar vormt ook een selectief dragertransportkanaal, waardoor meerderheidsdragers (elektronen) er doorheen kunnen gaan en wordt voorkomen dat minderheidsdragers (gaten) zich opnieuw combineren, waardoor de nullastspanning (Voc) en de vulling van de cel aanzienlijk worden verhoogd. factor (FF).
Hoge conversie-efficiëntie: Het theoretische maximale rendement van TOPCon-cellen bedraagt maar liefst 28.7%, aanzienlijk hoger dan de 24.5% van traditionele P-type PERC-cellen. In praktische toepassingen is de massaproductie-efficiëntie van TOPCon-cellen hoger dan 25%, met potentieel voor verdere verbetering.
Lage lichtgeïnduceerde degradatie (LID): N-type siliciumwafels hebben een lagere door licht geïnduceerde degradatie, wat betekent dat TOPCon-modules hogere initiële prestaties kunnen behouden bij daadwerkelijk gebruik, waardoor prestatieverlies op de lange termijn wordt verminderd.
Geoptimaliseerde temperatuurcoëfficiënt: De temperatuurcoëfficiënt van TOPCon-modules is beter dan die van PERC-modules, wat betekent dat in omgevingen met hoge temperaturen het verlies aan energieopwekking van TOPCon-modules kleiner is, vooral in tropische en woestijngebieden waar dit voordeel bijzonder duidelijk is.
Compatibiliteit: TOPCon-technologie kan compatibel zijn met bestaande PERC-productielijnen, waarvoor slechts een paar extra apparaten nodig zijn, zoals boordiffusie- en dunne-filmdepositieapparatuur, zonder de noodzaak van opening en uitlijning aan de achterkant, waardoor het productieproces wordt vereenvoudigd.
Production Process
Het productieproces van TOPCon-cellen omvat hoofdzakelijk de volgende stappen:
Voorbereiding van siliciumwafels: Ten eerste worden siliciumwafels van het N-type gebruikt als basismateriaal voor de cel. N-type wafers hebben een langere levensduur van minderheidsdragers en een betere reactie op zwak licht.
Afzetting van de oxidelaag: Op de achterkant van de siliciumwafel wordt een superdunne oxide-siliciumlaag afgezet. De dikte van deze oxide-siliciumlaag ligt gewoonlijk tussen 1-2 nm en is de sleutel tot het bereiken van passivatiecontact.
Afzetting van gedoteerd polykristallijn silicium: Op de oxidelaag wordt een gedoteerde polykristallijne siliciumlaag afgezet. Deze polykristallijne siliciumlaag kan worden bereikt door middel van lagedruk chemische dampdepositie (LPCVD) of plasma-enhanced chemische dampdepositie (PECVD) technologie.
Gloeiende behandeling: Een gloeibehandeling bij hoge temperatuur wordt gebruikt om de kristalliniteit van de polykristallijne siliciumlaag te veranderen, waardoor de passivatieprestaties worden geactiveerd. Deze stap is cruciaal voor het bereiken van lage interface-recombinatie en hoge celefficiëntie.
Metallisatie: Aan de voor- en achterkant van de cel worden metalen rasterlijnen en contactpunten gevormd om door foto gegenereerde dragers te verzamelen. Het metallisatieproces van TOPCon-cellen vereist speciale aandacht om beschadiging van de passivatiecontactstructuur te voorkomen.
Testen en sorteren: Nadat de productie van de cellen is voltooid, worden elektrische prestatietests uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de cellen aan de vooraf bepaalde prestatienormen voldoen. De cellen worden vervolgens gesorteerd op basis van prestatieparameters om aan de behoeften van verschillende markten te voldoen.
Module montage: De cellen worden samengevoegd tot modules, meestal ingekapseld met materialen zoals glas, EVA (ethyleen-vinylacetaatcopolymeer) en een achterlaag om de cellen te beschermen en structurele ondersteuning te bieden.
Voordelen en uitdagingen
De voordelen van TOPCon-technologie liggen in het hoge rendement, de lage LID en de goede temperatuurcoëfficiënt, waardoor TOPCon-modules efficiënter worden en een langere levensduur hebben in daadwerkelijke toepassingen. De TOPCon-technologie wordt echter ook geconfronteerd met kostenuitdagingen, vooral wat betreft initiële investeringen in apparatuur en productiekosten. Met voortdurende technologische vooruitgang en kostenverlagingen wordt verwacht dat de kosten van TOPCon-cellen geleidelijk zullen dalen, waardoor hun concurrentievermogen op de fotovoltaïsche markt zal toenemen.
Samenvattend is TOPCon-technologie een belangrijke richting voor de ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie. Het verbetert de conversie-efficiëntie van zonnecellen door middel van technologische innovatie, terwijl de compatibiliteit met bestaande productielijnen behouden blijft, en biedt krachtige technische ondersteuning voor de duurzame ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie. Met voortdurende technologische vooruitgang en kostenbesparingen wordt verwacht dat de fotovoltaïsche modules van TOPCon in de toekomst de fotovoltaïsche markt zullen domineren.
Volgende: niet meer