Co znamená baterie TOPCon?
Celý název TOPCon je Tunnel Oxide Passivatiing Contacts, což v překladu znamená Tunneling Oxide Passivated Contacts (Tunelování oxidem pasivované kontakty), což je technologie křemíkových waferových článků typu N, která byla navržena v roce 2013. Články TOPCon, tj. solární články Tunneling Oxide Passivated Contacts, jsou navrženy tak, aby zlepšily účinnost solárních článků řešením problému selektivní pasivace nosičů náboje v článku.
Struktura předního povrchu článku TOPCon a konvenčního solárního článku typu N je stejná, hlavní rozdíl je v tom, že na zadní straně článku je připravena vrstva ultratenkého oxidu křemičitého a poté tenká vrstva dopovaného křemíku. Tyto dvě vrstvy dohromady tvoří pasivovanou kontaktní strukturu, čímž se účinně snižuje povrchový kompozit a kovový kontaktní kompozit.
Díky dobrému pasivačnímu účinku ultratenkého oxidu křemičitého a silně dopovaného křemíkového filmu dochází k ohýbání povrchových energetických pásů křemíkového plátku, čímž vzniká pasivační efekt pole. Dramaticky se zvyšuje pravděpodobnost tunelování elektronů, snižuje se kontaktní odpor a v konečném důsledku se zlepšuje účinnost přeměny.
Proč TOPCon nahrazuje technologii PERC?
V roce 2023 zaznamenal fotovoltaický průmysl významný průlom s přidáním více než 400 GW nové výrobní kapacity TOPCon. Očekává se, že technologie článků TOPCon do roku 2024 předběhne tradiční PERC a stane se novou mainstreamovou technologií. Pokud jde o produkci, očekává se, že produkce TOPCon letos dosáhne přibližně 100 GW, což bude představovat 20–30 % celkové produkce fotovoltaických článků. Články TOPCon, které jsou cenově nejvýhodnější cestou výroby článků typu N, jsou považovány za vysoce kvalitní a mají omezenou výrobní kapacitu a situace, kdy nabídka převyšuje poptávku, bude přetrvávat po celý rok. S neustálým zlepšováním účinnosti baterií TOPCon se očekává další rozšíření prémiového segmentu baterií TOPCon typu N, což bude mít pozitivní dopad na obchodní boom příslušných společností.
Baterie typu N si dosud neuvědomují, že klíčovým problémem rozšíření výroby ve velkém měřítku je, že jejich účinnost a baterie typu P neotevřely významný rozdíl mezi náklady na nekřemíkové články, které jsou o 30 % až 40 % vyšší než u baterií PERC. Účinnost baterií PERC se blíží stropu, prostor pro snížení nákladů na prostor je omezený, ale účinnost baterií TOPCon má stále velký potenciál pro zlepšení. Podle údajů PV Infolink se současná cena nekřemíkových článků TOPCon blíží 0,3 USD za watt, ve srovnání s cenou velkých článků PERC mezi 0,21–0,23 USD za watt a stále existuje rozdíl. S následným neustálým úsilím se však výrobní náklady článků TOPCon postupně přiblíží úrovni článků PERC.
Jaké jsou výhody baterií TOPCon?
1. Výhoda pasivace: Účinnost pasivace povrchu závisí hlavně na chemické pasivaci a pasivaci polem, tepelný růst SiO2 má vynikající schopnost chemické pasivace. Silné dopování v polykřemíku může vyvolat ohnutí energetického pásu křemíku, což vede k agregaci většinových nosičů náboje a vyčerpání minoritních nosičů náboje na rozhraní, čímž se snižuje kompozitní struktura a hraje roli pasivace polem.
2. Výhoda kompozitu s kovovým kontaktem: kompozit s kovovým kontaktem se stává úzkým hrdlem, které omezuje účinnost konvenčních struktur solárních článků. Industrializace metalizace obvykle probíhá sítotiskem po vysokoteplotním slinování. Kovová pasta při vysokoteplotním slinování „leptá“ poly-Si a vytváří „propíchnutí“ (hrotování), čímž se ničí pasivace kontaktní struktury. Výsledkem je, že kontaktní plocha kovu J0c je v kontaktní ploše kovu vyšší než v pasivované oblasti. U kompozitů s kovovým kontaktem p + poly a n + poly, i když „propíchnutí“ zničí pasivační kontaktní strukturu pouzdra, může být emitorové/zadní pole kovového kompozitu mnohem nižší než u konvenčních solárních článků.
3. Výhoda měrného odporu kovového kontaktu: kromě kompozitního kovového kontaktu je pro výkon zařízení s krystalickými křemíkovými solárními články zásadní také měrný odpor kontaktu kov-polovodič (ρc). Kov-polovodič vytváří dobrý ohmický kontakt, který pomáhá snižovat ztráty odporu a zlepšovat činitel plnění.
