TOPCon ব্যাটারি বলতে কী বোঝায়?
TOPCon-এর পুরো নাম হলো টানেল অক্সাইড প্যাসিভেটিং কন্টাক্টস, যার বাংলা অনুবাদ হলো টানেলিং অক্সাইড প্যাসিভেটেড কন্টাক্টস। এটি ২০১৩ সালে প্রস্তাবিত একটি এন-টাইপ সিলিকন ওয়েফার সেল প্রযুক্তি। TOPCon সেল, অর্থাৎ টানেলিং অক্সাইড প্যাসিভেটেড কন্টাক্টস সোলার সেল, সেলের মধ্যে ক্যারিয়ারগুলোর সিলেক্টিভ প্যাসিভেশনের সমস্যা সমাধানের মাধ্যমে সোলার সেলের কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
TOPCon সেলের সম্মুখভাগ এবং প্রচলিত N-টাইপ সোলার সেলের গঠন একই, প্রধান পার্থক্য হলো সেলের পেছনে একটি অতি-পাতলা সিলিকন অক্সাইডের স্তর প্রস্তুত করা হয় এবং তারপরে ডোপড সিলিকনের একটি পাতলা স্তর জমা করা হয়। এই দুটি একত্রে একটি প্যাসিভেটেড কন্টাক্ট কাঠামো গঠন করে, যা কার্যকরভাবে পৃষ্ঠের যৌগ এবং ধাতব কন্টাক্টের যৌগিকতা হ্রাস করে।
অতি-পাতলা সিলিকন অক্সাইড এবং উচ্চ মাত্রায় ডোপ করা সিলিকন ফিল্মের ভালো প্যাসিভেশন প্রভাবের কারণে সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠ শক্তি ব্যান্ডগুলো বেঁকে যায়, যা একটি ফিল্ড প্যাসিভেশন প্রভাব তৈরি করে। এর ফলে ইলেকট্রন টানেলিংয়ের সম্ভাবনা নাটকীয়ভাবে বেড়ে যায়, সংযোগ রোধ কমে যায় এবং পরিণামে রূপান্তর দক্ষতা উন্নত হয়।
কেন TOPCon, PERC প্রযুক্তিকে প্রতিস্থাপন করছে?
২০২৩ সালে, ৪০০ গিগাওয়াটেরও বেশি নতুন টপকন (TOPCon) উৎপাদন ক্ষমতা যুক্ত হওয়ার ফলে পিভি (PV) শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি সাধিত হয়েছে। আশা করা হচ্ছে যে, ২০২৪ সালের মধ্যে টপকন সেল প্রযুক্তি প্রচলিত পারক (PERC)-কে ছাড়িয়ে নতুন মূলধারার প্রযুক্তি হয়ে উঠবে। উৎপাদনের দিক থেকে, আশা করা হচ্ছে যে এই বছর টপকন উৎপাদন প্রায় ১০০ গিগাওয়াটে পৌঁছাবে, যা মোট পিভি সেল উৎপাদনের ২০%-৩০% হবে। সবচেয়ে সাশ্রয়ী এন-টাইপ (N-type) সেল পদ্ধতি হওয়ায়, টপকন সেলগুলোকে উচ্চ-মানের এবং সীমিত উৎপাদন ক্ষমতার বলে মনে করা হয় এবং সারা বছর ধরেই চাহিদাকে ছাড়িয়ে যাওয়া সরবরাহের পরিস্থিতি বজায় থাকবে। টপকন ব্যাটারির কার্যকারিতার ক্রমাগত উন্নতির সাথে সাথে, এন-টাইপ টপকন ব্যাটারির প্রিমিয়াম বাজার আরও প্রসারিত হবে বলে আশা করা হচ্ছে, যা সংশ্লিষ্ট সংস্থাগুলোর ব্যবসায়িক প্রসারে ইতিবাচক প্রভাব ফেলবে।
এন-টাইপ ব্যাটারির ব্যাপক উৎপাদন সম্প্রসারণের মূল সমস্যাটি এখনও বাস্তবায়িত হয়নি, আর তা হলো এর কার্যকারিতা এবং পি-টাইপ ব্যাটারির মধ্যে উল্লেখযোগ্য ব্যবধান তৈরি হয়নি, যদিও নন-সিলিকন ব্যাটারির খরচ পিইআরসি (PERC) ব্যাটারির চেয়ে ৩০%-৪০% বেশি। পিইআরসি ব্যাটারির কার্যকারিতা প্রায় তার সর্বোচ্চ সীমায় পৌঁছে গেছে এবং খরচ কমানোর সুযোগ সীমিত, কিন্তু টপকন (TOPCon) ব্যাটারির কার্যকারিতা উন্নত করার এখনও ব্যাপক সম্ভাবনা রয়েছে। পিভি ইনফোলিংকের (PV Infolink) তথ্য অনুযায়ী, বর্তমানে টপকন সেলের নন-সিলিকন খরচ প্রতি ওয়াটে প্রায় ০.৩ ডলার, যেখানে বড় আকারের পিইআরসি সেলের খরচ প্রতি ওয়াটে ০.২১-০.২৩ ডলারের মধ্যে, এবং এর মধ্যে এখনও একটি ব্যবধান রয়েছে। তবে, ক্রমাগত প্রচেষ্টার মাধ্যমে টপকন সেলের উৎপাদন খরচ ধীরে ধীরে পিইআরসি সেলের সমপর্যায়ে চলে আসবে।
টপকন ব্যাটারির সুবিধাগুলো কী কী?
১. প্যাসিভেশনের সুবিধা: পৃষ্ঠতলের প্যাসিভেশন কর্মক্ষমতা প্রধানত রাসায়নিক প্যাসিভেশন এবং ফিল্ড প্যাসিভেশনের উপর নির্ভর করে, SiO2-এর তাপীয় বৃদ্ধির চমৎকার রাসায়নিক প্যাসিভেশন ক্ষমতা রয়েছে। পলিসিলিকনে ভারী ডোপিং সিলিকনের শক্তি ব্যান্ডকে বাঁকিয়ে দিতে পারে, যার ফলে ইন্টারফেসে মেজরিটি ক্যারিয়ারের একত্রীকরণ এবং মাইনরিটি ক্যারিয়ারের হ্রাস ঘটে, যা যৌগিক পদার্থকে হ্রাস করে এবং ফিল্ড প্যাসিভেশনের ভূমিকা পালন করে।
২. মেটাল কন্টাক্ট কম্পোজিটের সুবিধা: মেটাল কন্টাক্ট কম্পোজিট প্রচলিত কাঠামোর সোলার সেলের কার্যকারিতা সীমিত করার ক্ষেত্রে একটি প্রতিবন্ধকতা হয়ে দাঁড়ায়। মেটালাইজেশনের শিল্পায়ন সাধারণত উচ্চ তাপমাত্রার সিন্টারিংয়ের পরে স্ক্রিন প্রিন্টিং করা হয়। উচ্চ তাপমাত্রার সিন্টারিং প্রক্রিয়ায় মেটাল পেস্ট পলি-এসআই (poly-Si)-কে "ক্ষয়" করে একটি "ছিদ্র" (puncture) তৈরি করে, যা কন্টাক্ট কাঠামোর প্যাসিভেশন নষ্ট করে দেয়। এর ফলে J0c-এর মান প্যাসিভেটেড এলাকার চেয়ে মেটাল কন্টাক্ট এলাকায় বেশি হয়। কিন্তু পি+পলি (p+poly) এবং এন+পলি (n+poly) মেটাল কন্টাক্ট কম্পোজিটের ক্ষেত্রে, "ছিদ্র" প্যাসিভেশন কন্টাক্ট কাঠামো নষ্ট করলেও, মেটাল কম্পোজিটকে প্রচলিত এমিটার/ব্যাক ফিল্ডের চেয়ে অনেক নিচে রাখা যায়।
৩. ধাতব সংযোগ রোধের সুবিধা: ধাতব সংযোগ যৌগের পাশাপাশি, ক্রিস্টালাইন সিলিকন সোলার সেলের ডিভাইসের কার্যকারিতার জন্য ধাতু-সেমিকন্ডাক্টর সংযোগ রোধ (ρc)-ও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ধাতু-সেমিকন্ডাক্টর একটি ভালো ওহমিক সংযোগ তৈরি করে যা রোধজনিত ক্ষতি কমাতে এবং ফিল ফ্যাক্টর উন্নত করতে সাহায্য করে।
