Какво е значението на батерията TOPCon?
Пълното наименование на TOPCon е Tunnel Oxide Passivatiing Contacts, което се превежда като Tunneling Oxide Passivatiing Contacts (Тунелиращи Оксидни Пасивирани Контакти) - технология за силициеви пластинкови клетки от N-тип, предложена през 2013 г. TOPCon клетките, т.е. слънчеви клетки Tunneling Oxide Passivatiing Contacts, са предназначени да подобрят ефективността на слънчевите клетки чрез решаване на проблема със селективната пасивация на носителите в клетката.
Структурата на предната повърхност на TOPCon клетката и конвенционалната N-тип слънчева клетка е еднаква, като основната разлика е, че на задната страна на клетката се подготвя слой от ултратънък силициев оксид и след това тънък слой от легиран силиций. Двете заедно образуват пасивирана контактна структура, ефективно намалявайки повърхностния композит и металния контактен композит.
Поради добрия пасивационен ефект на ултратънкия силициев оксид и силно легирания силициев филм, повърхностните енергийни ленти на силициевата пластина се огъват, образувайки по този начин ефект на пасивация на полето. Вероятността за тунелиране на електрони се увеличава драстично, контактното съпротивление намалява и в крайна сметка се подобрява ефективността на преобразуване.
Защо TOPCon замества PERC технологията?
През 2023 г. фотоволтаичната индустрия отбеляза важен пробив с добавянето на над 400 GW нов производствен капацитет на TOPCon. Очаква се технологията на клетките TOPCon да изпревари традиционния PERC и да се превърне в новата основна технология до 2024 г. По отношение на производството се очаква производството на TOPCon да достигне около 100 GW тази година, което представлява 20%-30% от общото производство на фотоволтаични клетки. Като най-рентабилен маршрут за клетки от тип N, клетките TOPCon се считат за висококачествени и с ограничен производствен капацитет, а ситуацията на надвишаване на търсенето с предлагането ще се запази през цялата година. С непрекъснатото подобряване на ефективността на батериите TOPCon се очаква първокласното пространство за батерии тип N TOPCon да се разшири допълнително, което ще окаже положително въздействие върху бизнес бума на съответните компании.
N-тип батериите все още не са осъзнали ключовия проблем при разширяването на мащабното производство, а именно, че тяхната ефективност и P-тип батериите не са довели до значителна разлика между цената на несиликоновите батерии, която е с 30% -40% по-висока от тази на PERC батериите. Ефективността на PERC батериите е близо до тавана, пространството за намаляване на разходите за пространство е ограничено, но ефективността на TOPCon батериите все още има голям потенциал за подобряване. Според данните на PV Infolink, настоящата цена на несиликоновите TOPCon клетки е близо 0,3 долара на ват, в сравнение с цената на големите PERC клетки между 0,21-0,23 долара на ват, и все още има разлика. Въпреки това, с последващи непрекъснати усилия, производствените разходи на TOPCon клетките постепенно ще се доближат до нивото на PERC клетките.
Какви са предимствата на батерията TOPCon?
1. Предимството на пасивацията: ефективността на повърхностната пасивация зависи главно от химическата пасивация и полевата пасивация, а термичният растеж на SiO2 има отлична химическа пасивационна способност. Силното легиране в полисилиция може да предизвика огъване на енергийната зона на силиция, което води до агрегация на основните носители и изчерпване на неосновните носители на границата на раздела, намалявайки композита и играейки ролята на полева пасивация.
2. Предимството на металния контактен композит: металният контактен композит се превръща в пречка, ограничаваща ефективността на конвенционалната структура на слънчевите клетки. Индустриализирането на метализацията обикновено се осъществява чрез ситопечат след високотемпературно синтероване. Процесът на високотемпературно синтероване на метална паста ще "ецва" полисилиций, образувайки "пробиване" (шипове), разрушавайки пасивацията на контактната структура. В резултат на това контактната площ на метала в J0c е по-висока, отколкото в пасивираната зона. Но при p + poly и n + poly металните контактни композити, дори ако "пробиването" ще разруши пасивационната контактна структура на корпуса, металният композит ще има много по-ниско емитерно/обратно поле от конвенционалната.
3. Предимството на съпротивлението на металния контакт: в допълнение към композита с металния контакт, съпротивлението на контакта метал-полупроводник (ρc) също е от решаващо значение за производителността на кристалните силициеви слънчеви клетки. Метал-полупроводник образува добър омичен контакт, което помага за намаляване на загубите на съпротивление и подобряване на коефициента на запълване.
