Què significa la bateria TOPCon?
El nom complet de TOPCon és Tunnel Oxide Passivating Contacts, que es tradueix com a Tunneling Oxide Passivated Contacts (Contactes Passivats d'Òxid de Tunneling), una tecnologia de cel·les de oblia de silici de tipus N proposada el 2013. Les cel·les TOPCon, és a dir, cèl·lules solars Tunneling Oxide Passivated Contacts, estan dissenyades per millorar l'eficiència de les cèl·lules solars resolent el problema de la passivació selectiva dels portadors a la cèl·lula.
La superfície frontal de la cel·la TOPCon i l'estructura convencional de la cèl·lula solar de tipus N són les mateixes. La principal diferència és que la part posterior de la cel·la prepara una capa d'òxid de silici ultrafina i després una capa fina de deposició de silici dopat. Tots dos junts formen una estructura de contacte passivada, reduint eficaçment el compost superficial i el compost de contacte metàl·lic.
A causa del bon efecte de passivació de l'òxid de silici ultrafí i la pel·lícula de silici fortament dopada, les bandes d'energia superficial de la oblia de silici es dobleguen, formant així un efecte de passivació de camp, augmentant dràsticament les possibilitats de túnel d'electrons, disminuint la resistència de contacte i, en última instància, millorant l'eficiència de conversió.
Per què TOPCon està substituint la tecnologia PERC?
El 2023, la indústria fotovoltaica va ser testimoni d'un avenç important amb l'addició de més de 400 GW de nova capacitat de producció de TOPCon. S'espera que la tecnologia de cel·les TOPCon superi la PERC tradicional i esdevingui la nova tecnologia dominant el 2024. Pel que fa a la producció, s'espera que la producció de TOPCon arribi a uns 100 GW aquest any, cosa que representa entre el 20% i el 30% de la producció total de cel·les fotovoltaiques. Com a ruta de cel·les de tipus N més rendible, les cel·les TOPCon es consideren d'alta qualitat i amb una capacitat de producció escassa, i la situació d'oferta superior a la demanda persistirà durant tot l'any. Amb la millora contínua de l'eficiència de la bateria TOPCon, s'espera que l'espai premium de la bateria TOPCon de tipus N s'expandeixi encara més, cosa que tindrà un impacte positiu en l'auge empresarial de les empreses rellevants.
La bateria de tipus N encara no s'ha adonat que el problema clau de l'expansió de la producció a gran escala és que la seva eficiència i les bateries de tipus P no han obert una bretxa significativa entre el cost de les bateries sense silici, que és un 30%-40% més alt que el de les bateries PERC. L'eficiència de les bateries PERC ha estat a prop del sostre, l'espai per reduir el cost ha estat limitat, però l'eficiència de la bateria TOPCon per millorar encara té un gran potencial. Segons les dades de PV Infolink, el cost actual de les cel·les sense silici de les cel·les TOPCon és proper als 0,3 dòlars per watt, en comparació amb el cost de les cel·les PERC de gran mida, que és d'entre 0,21 i 0,23 dòlars per watt, i encara hi ha una bretxa. Tanmateix, amb els esforços continus posteriors, el cost de producció de les cel·les TOPCon s'acostarà gradualment al nivell de les cel·les PERC.
Quins són els avantatges de la bateria TOPCon?
1. L'avantatge de la passivació: el rendiment de la passivació superficial depèn principalment de la passivació química i la passivació de camp, el creixement tèrmic del SiO2 té una excel·lent capacitat de passivació química. El dopatge intens en el polisilici pot induir la flexió de la banda d'energia del silici, cosa que provoca l'agregació dels portadors majoritaris i l'esgotament dels portadors minoritaris a la interfície, reduint el compost i jugant el paper de passivació de camp.
2. L'avantatge del compost de contacte metàl·lic: el compost de contacte metàl·lic es converteix en el coll d'ampolla que limita l'eficiència de les cèl·lules solars d'estructura convencional. La industrialització de la metal·lització sol ser serigrafiada després de la sinterització a alta temperatura. El procés de sinterització a alta temperatura de la pasta metàl·lica "gravarà" el poli-Si per formar una "punxada" (punta), destruint la passivació de l'estructura de contacte, cosa que fa que l'àrea de contacte metàl·lic del J0c sigui més alta a la zona de contacte metàl·lic que a la zona passivada. Però el compost de contacte metàl·lic p + poli i n + poli, fins i tot si la "punxada" destrueix l'estructura de contacte de passivació de la carcassa, pot fer que el compost metàl·lic sigui molt més baix que el camp emissor/retrocés convencional.
3. L'avantatge de la resistivitat del contacte metàl·lic: a més del compost de contacte metàl·lic, la resistivitat del contacte metall-semiconductor (ρc) també és crítica per al rendiment del dispositiu de cèl·lules solars de silici cristal·lí, ja que el contacte metall-semiconductor forma un bon contacte òhmic per ajudar a reduir la pèrdua de resistència i millorar el factor d'ompliment.
