Kion signifas TOPCon-baterio?
La plena nomo de TOPCon estas Tunnel Oxide Passivating Contacts, kio tradukiĝas al Tunneling Oxide Passivated Contacts (Tunelaj Oksidaj Passivataj Kontaktoj), N-tipa silicia plaketa ĉelteknologio proponita en 2013. TOPCon-ĉeloj, t.e., sunĉeloj Tunneling Oxide Passivated Contacts (Tunelaj Oksidaj Passivataj Kontaktoj), estas desegnitaj por plibonigi la efikecon de sunĉeloj solvante la problemon de selektiva pasivigo de la portantoj en la ĉelo.
La antaŭa surfaco de la ĉelo TOPCon kaj la strukturo de la konvencia N-tipa sunĉelo estas samaj. La ĉefa diferenco estas, ke la malantaŭo de la ĉelo estas preparita per tavolo de ultra-maldika silicia oksido, kaj poste per maldika tavolo de dopita silicia deponejo. La du kune formas pasivigan kontaktostrukturon, efike reduktante la surfacan kompoziton kaj la metalan kontaktokompoziton.
Pro la bona pasiviga efiko de ultra-maldika silicia oksido kaj forte dopita silicia filmo, la surfacaj energiaj bendoj de la silicia oblato produktas fleksiĝon, tiel formante kampan pasivigan efikon, la ŝancoj de elektrona tunelado draste pliiĝas, la kontakta rezisto malpliiĝas, kaj finfine plibonigas la konvertan efikecon.
Kial TOPCon anstataŭigas la PERC-teknologion?
En 2023, la fotovoltaika industrio atestis gravan sukceson kun la aldono de pli ol 400 GW da nova produktokapacito de TOPCon. Oni atendas, ke la ĉelteknologio de TOPCon superos la tradician PERC-on kaj fariĝos la nova ĉefa teknologio antaŭ 2024. Rilate al produktado, oni atendas, ke la produktado de TOPCon atingos ĉirkaŭ 100 GW ĉi-jare, kio konsistigos 20%-30% de la totala produktado de fotovoltaikaj ĉeloj. Kiel la plej kostefika N-tipa ĉelvojo, TOPCon-ĉeloj estas konsiderataj altkvalitaj kaj kun malabunda produktokapacito, kaj la situacio, kie provizo superas postulon, daŭros dum la tuta jaro. Kun la kontinua plibonigo de la efikeco de TOPCon-baterioj, oni atendas, ke la altkvalita spaco por N-tipaj TOPCon-baterioj plu vastiĝos, kio pozitive influos la komercan ekprosperon de la koncernaj kompanioj.
La ŝlosila problemo de grandskala produktado estas, ke ĝia efikeco de P-tipaj baterioj ne malfermis signifan breĉon inter la ne-siliciaj baterioj, kiuj estas 30%-40% pli altaj ol tiu de PERC-baterioj. La efikeco de PERC-baterioj estis proksima al la plafono, la spaco por redukti la koston estis limigita, sed la efikeco de TOPCon-baterio por plibonigi ankoraŭ havas grandan potencialon. Laŭ datumoj de PV Infolink, la nuna kosto de ne-siliciaj TOPCon-ĉeloj estas proksima al 0.3 dolaroj por vato, kompare kun la kosto de grandgrandaj PERC-ĉeloj inter 0.21 kaj 0.23 dolaroj por vato, kaj ankoraŭ ekzistas breĉo. Tamen, kun postaj kontinuaj klopodoj, la produktokosto de TOPCon-ĉeloj iom post iom proksimiĝos al la nivelo de PERC-ĉeloj.
Kiuj estas la avantaĝoj de TOPCon-baterio?
1. La avantaĝo pri pasivigo: la surfaca pasiviga agado ĉefe dependas de la kemia pasivigo kaj kampa pasivigo, la termika kresko de SiO2 havas bonegan kapablon por kemia pasivigo. Forta dopado en polisilicio povas igi la energian bendon de silicio fleksiĝi, rezultante en la agregado de plimultaj portantoj kaj malplenigo de minoritataj portantoj ĉe la interfaco, reduktante la kompoziton kaj ludante la rolon de kampa pasivigo.
2. La avantaĝo de metal-kontaktaj kompozitoj: la metal-kontaktaj kompozitoj fariĝas proplempunkto, kiu limigas la efikecon de konvenciaj sunĉeloj. Industriigo de metalizado kutime okazas ĉe ekranpresado post alt-temperatura sinterizado. La alt-temperatura sinteriza procezo de metala pasto "gratos" poli-Si por formi "trapikon" (pikadon), detruante la pasivigon de la kontakta strukturo, rezultante ke la metal-kontakta areo de la J0c estas pli alta en la metal-kontakta areo ol en la pasivigita areo. Sed, eĉ se la "trapiko" detruas la pasivigon de la kontakta strukturo de la kesto, la metal-kontakta kompozito povas esti multe pli malalta ol la konvencia emitoro/malantaŭa kampo.
3. La avantaĝo pri metalkontakta rezisteco: aldone al metalkontakta kompozito, metal-duonkonduktaĵa kontakta rezisteco (ρc) ankaŭ estas kritika por la aparata funkciado de kristalaj siliciaj sunĉeloj. Metal-duonkonduktaĵa metalo formas bonan ohman kontakton por helpi redukti la rezistancperdon kaj plibonigi la plenigan faktoron.
