Onderzoek naar de standaardisatie van N-type TOPCon-cellen
- bijgewerkt: 2023-05-14
- By
ooitch
- bezoeken: 5507
- 0
In de afgelopen jaren, met de ontwikkeling en het gebruik van nieuwe technologieën, nieuwe processen en nieuwe structuren van fotovoltaïsche cellen, heeft de fotovoltaïsche celindustrie zich snel ontwikkeld. Als sleuteltechnologie die de ontwikkeling van nieuwe energie en slimme netten ondersteunt, zijn cellen van het n-type een hotspot geworden in de wereldwijde industriële ontwikkeling.
Omdat de n-type tunneling oxidelaag passiveringscontact fotovoltaïsche cel (hierna "n-type TOPCon-cel" genoemd) het prestatievoordeel heeft van een aanzienlijke verbetering van de efficiëntie in vergelijking met conventionele fotovoltaïsche cellen, met de toename van kostenbeheersbare en volwassen apparatuurtransformatie, de n-type TOPCon-cel Verdere uitbreiding van de binnenlandse productiecapaciteit is de belangrijkste ontwikkelingsrichting van hoogrenderende fotovoltaïsche cellen geworden.
De standaardisatie van n-type TOPCon-batterijen stuit op problemen zoals het onvermogen om de huidige normen te dekken en de noodzaak om de toepasbaarheid van normen te verbeteren. Dit artikel zal onderzoek en analyse uitvoeren naar de standaardisatie van n-type TOPCon-batterijen en suggesties voor standaardisatie geven.Ontwikkelingsstatus van TOPCon-celtechnologie van het n-typeDe structuur van p-type siliciumbasismateriaal dat wordt gebruikt in conventionele fotovoltaïsche cellen is n+pp+, het lichtontvangende oppervlak is n+ oppervlak en fosfordiffusie wordt gebruikt om de emitter te vormen.Er zijn twee hoofdtypen homojunctie fotovoltaïsche celstructuren voor n-type siliciumbasismaterialen, de ene is n+np+ en de andere is p+nn+.Vergeleken met p-type silicium heeft n-type silicium een betere levensduur van minderheidsdragers, lagere verzwakking en een groter efficiëntiepotentieel.De n-type dubbelzijdige cel gemaakt van n-type silicium heeft de voordelen van een hoog rendement, een goede respons bij weinig licht, een lage temperatuurcoëfficiënt en meer dubbelzijdige stroomopwekking.Naarmate de eisen van de industrie voor foto-elektrische conversie-efficiëntie van fotovoltaïsche cellen blijven toenemen, zullen n-type hoogrenderende fotovoltaïsche cellen zoals TOPCon, HJT en IBC geleidelijk de toekomstige markt bezetten.Volgens de 2021 International Photovoltaic Roadmap (ITRPV) wereldwijde fotovoltaïsche industrietechnologie en marktvoorspelling, vertegenwoordigen n-type cellen de toekomstige technologie en marktontwikkelingsrichting van fotovoltaïsche cellen in binnen- en buitenland.Van de technische routes van de drie soorten n-type batterijen, zijn n-type TOPCon-batterijen de technologieroute geworden met de grootste industrialisatieschaal vanwege hun voordelen van een hoge bezettingsgraad van bestaande apparatuur en een hoge conversie-efficiëntie.
Op dit moment worden n-type TOPCon-batterijen in de industrie over het algemeen voorbereid op basis van LPCVD-technologie (low-pressure vapor-phase chemical deposition), die veel procedures heeft, efficiëntie en opbrengst beperkt zijn en apparatuur afhankelijk is van invoer. Het moet worden verbeterd. De grootschalige productie van n-type TOPCon-cellen wordt geconfronteerd met technische problemen zoals hoge fabricagekosten, gecompliceerd proces, laag rendement en onvoldoende conversie-efficiëntie.De industrie heeft vele pogingen gedaan om de technologie van n-type TOPCon-cellen te verbeteren. Onder hen wordt de in-situ gedoteerde polysiliciumlaagtechnologie toegepast bij de afzetting in één proces van een tunnelende oxidelaag en een gedoteerde polysilicium (n+-polySi) laag zonder omhullende beplating;De metalen elektrode van de n-type TOPCon-batterij wordt voorbereid door gebruik te maken van de nieuwe technologie van het mengen van aluminiumpasta en zilverpasta, wat de kosten verlaagt en de contactweerstand verbetert; keurt de voorste selectieve emitterstructuur en de achterste meerlaagse tunneling passiveringscontactstructuurtechnologie goed.Deze technologische upgrades en procesoptimalisatie hebben bepaalde bijdragen geleverd aan de industrialisatie van n-type TOPCon-cellen.Onderzoek naar standaardisatie van n-type TOPCon batterijEr zijn enkele technische verschillen tussen n-type TOPCon-cellen en conventionele p-type fotovoltaïsche cellen, en het oordeel van fotovoltaïsche cellen op de markt is gebaseerd op de huidige conventionele batterijnormen, en er is geen duidelijke standaardvereiste voor n-type fotovoltaïsche cellen .De n-type TOPCon-cel heeft de kenmerken van lage demping, lage temperatuurcoëfficiënt, hoog rendement, hoge bifaciale coëfficiënt, hoge openingsspanning, enz. Het verschilt van conventionele fotovoltaïsche cellen in termen van normen.
Deze sectie begint met het bepalen van de standaardindicatoren van de n-type TOPCon-batterij, voer overeenkomstige verificatie uit rond de kromming, treksterkte van de elektrode, betrouwbaarheid en initiële lichtgeïnduceerde dempingsprestaties, en bespreek de verificatieresultaten.Bepaling van standaardindicatorenConventionele fotovoltaïsche cellen zijn gebaseerd op de productnorm GB/T29195-2012 "Algemene specificaties voor op de grond gebruikte kristallijne siliciumzonnecellen", die duidelijk de karakteristieke parameters van fotovoltaïsche cellen vereist.Op basis van de vereisten van GB/T29195-2012, gecombineerd met de technische kenmerken van n-type TOPCon-batterijen, werd de analyse stuk voor stuk uitgevoerd.Zie Tabel 1, TOPCon-batterijen van het n-type zijn qua grootte en uiterlijk in principe hetzelfde als conventionele batterijen;
Tabel 1 Vergelijking tussen n-type TOPCon-batterij en GB/T29195-2012-vereisten
In termen van elektrische prestatieparameters en temperatuurcoëfficiënt worden tests uitgevoerd volgens IEC60904-1 en IEC61853-2, en de testmethoden zijn consistent met conventionele batterijen; de vereisten voor mechanische eigenschappen verschillen van conventionele batterijen in termen van buiggraad en treksterkte van de elektrode.Bovendien wordt, afhankelijk van de werkelijke toepassingsomgeving van het product, een vochtige hittetest toegevoegd als betrouwbaarheidseis.Op basis van bovenstaande analyse werden experimenten uitgevoerd om de mechanische eigenschappen en betrouwbaarheid van n-type TOPCon-batterijen te verifiëren.Fotovoltaïsche celproducten van verschillende fabrikanten met dezelfde technische route werden geselecteerd als experimentele monsters. De monsters zijn geleverd door Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.Het experiment werd uitgevoerd in externe laboratoria en bedrijfslaboratoria, en de parameters zoals buiggraad en elektrodetreksterkte, thermische cyclustest en vochtige hittetest, en initiële door licht geïnduceerde dempingsprestaties werden getest en geverifieerd.Verificatie van mechanische eigenschappen van fotovoltaïsche cellenDe buiggraad en treksterkte van de elektrode in de mechanische eigenschappen van n-type TOPCon-batterijen worden direct getest op het batterijblad zelf en de verificatie van de testmethode is als volgt.Verificatie van de buigtestKromming verwijst naar de afwijking tussen het middelpunt van het middenoppervlak van het geteste monster en het referentievlak van het middenoppervlak. Het is een belangrijke indicator om de vlakheid van de batterij onder spanning te evalueren door de buigvervorming van de fotovoltaïsche cel te testen.De primaire testmethode is het meten van de afstand van het midden van de wafel tot een referentievlak met behulp van een lagedrukverplaatsingsindicator.Jolywood Optoelectronics en Xi'an State Power Investment leverden elk 20 stuks M10-formaat n-type TOPCon-batterijen. De vlakheid van het oppervlak was beter dan 0.01 mm en de kromming van de batterij werd getest met een meetinstrument met een resolutie beter dan 0.01 mm.De batterijbuigtest wordt uitgevoerd volgens de bepalingen van 4.2.1 in GB/T29195-2012.De testresultaten worden weergegeven in tabel 2.
Tabel 2 Buigtestresultaten van n-type TOPCon-cellen
De bedrijfsnormen voor interne controle van Jolywood en Xi'an State Power Investment vereisen beide dat de buiggraad niet hoger is dan 0.1 mm. Volgens de analyse van de bemonsteringstestresultaten is de gemiddelde buiggraad van Jolywood Optoelectronics en Xi'an State Power Investment respectievelijk 0.056 mm en 0.053 mm. De maximale waarden zijn respectievelijk 0.08 mm en 0.10 mm.Volgens de resultaten van de testverificatie wordt de eis voorgesteld dat de kromming van de n-type TOPCon-batterij niet hoger is dan 0.1 mm.Verificatie van de treksterktetest van de elektrodeHet metalen lint is door lassen verbonden met de roosterdraad van de fotovoltaïsche cel om stroom te geleiden. Het soldeerlint en de elektrode moeten stabiel worden aangesloten om de contactweerstand te minimaliseren en de stroomgeleidingsefficiëntie te waarborgen.Om deze reden kan de treksterktetest van de elektrode op de roosterdraad van de batterij de lasbaarheid van de elektrode en de laskwaliteit van de batterij evalueren, wat een gebruikelijke testmethode is voor de adhesiesterkte van de fotovoltaïsche batterijmotor.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline
