¿Qué significa la batería TOPCon?
El nombre completo de TOPCon es Tunnel Oxide Passivating Contacts, que se traduce como Tunneling Oxide Passivated Contacts, una tecnología de celdas de oblea de silicio de tipo N propuesta en 2013. Las celdas TOPCon, es decir, las celdas solares Tunneling Oxide Passivated Contacts, están diseñadas para mejorar la eficiencia de las celdas solares al resolver el problema de la pasivación selectiva de los portadores en la celda.
La superficie frontal de la celda TOPCon y la estructura de la celda solar convencional de tipo N son idénticas. La principal diferencia radica en la preparación de la parte posterior de la celda, donde se deposita una capa de óxido de silicio ultrafino, seguida de una fina capa de silicio dopado. Ambas capas forman una estructura de contacto pasivada, reduciendo eficazmente la superficie compuesta y el contacto metálico compuesto.
Gracias al buen efecto de pasivación del óxido de silicio ultrafino y la película de silicio fuertemente dopada, las bandas de energía superficial de la oblea de silicio se curvan, formando así un efecto de pasivación de campo, las posibilidades de tunelización de electrones aumentan drásticamente, la resistencia de contacto disminuye y, en última instancia, mejora la eficiencia de conversión.
¿Por qué TOPCon está reemplazando la tecnología PERC?
En 2023, la industria fotovoltaica experimentó un importante avance con la incorporación de más de 400 GW de nueva capacidad de producción de TOPCon. Se espera que la tecnología de celdas TOPCon supere a la tecnología PERC tradicional y se convierta en la tecnología dominante para 2024. En términos de producción, se prevé que la producción de TOPCon alcance aproximadamente 100 GW este año, lo que representa entre el 20 % y el 30 % de la producción total de celdas fotovoltaicas. Al ser la ruta de celdas de tipo N más rentable, las celdas TOPCon se consideran de alta calidad y con una capacidad de producción limitada, y la situación de oferta que supera la demanda persistirá durante todo el año. Con la mejora continua de la eficiencia de las baterías TOPCon, se espera que el segmento premium de baterías TOPCon de tipo N se expanda aún más, lo que tendrá un impacto positivo en el auge comercial de las empresas relevantes.
La batería de tipo N aún no ha logrado superar el problema clave de la expansión de la producción a gran escala, ya que su eficiencia y la de las baterías de tipo P no han abierto una brecha significativa entre el costo de los componentes sin silicio, que es entre un 30 % y un 40 % mayor que el de las baterías PERC. La eficiencia de las baterías PERC se encuentra cerca de su límite máximo, y el espacio para reducir el costo es limitado, pero la eficiencia de las baterías TOPCon aún tiene un gran potencial de mejora. Según datos de PV Infolink, el costo actual de las celdas TOPCon sin silicio ronda los 0,3 dólares por vatio, en comparación con el costo de las celdas PERC de gran tamaño, que oscila entre 0,21 y 0,23 dólares por vatio, y aún existe una brecha. Sin embargo, con esfuerzos continuos, el costo de producción de las celdas TOPCon se acercará gradualmente al de las celdas PERC.
¿Cuáles son las ventajas de la batería TOPCon?
1. La ventaja de la pasivación: el rendimiento de la pasivación superficial depende principalmente de la pasivación química y la pasivación de campo. El crecimiento térmico de SiO2 posee una excelente capacidad de pasivación química. El dopaje intenso en polisilicio puede inducir la curvatura de la banda de energía del silicio, lo que provoca la agregación de portadores mayoritarios y el agotamiento de portadores minoritarios en la interfaz, reduciendo la composición y ejerciendo la función de pasivación de campo.
2. La ventaja del compuesto de contacto metálico: el compuesto de contacto metálico se convierte en el cuello de botella que limita la eficiencia de la celda solar de estructura convencional. La industrialización de la metalización generalmente es la serigrafía después de la sinterización a alta temperatura, el proceso de sinterización a alta temperatura de la pasta metálica "graba" el poli-Si para formar una "perforación" (pico), destruyendo la pasivación de la estructura de contacto, lo que resulta en un área de contacto metálico de J0c más alta en el área de contacto metálico que en el área pasivada. Pero el compuesto de contacto metálico p + poli y n + poli, incluso si la "perforación" destruirá la estructura de contacto de pasivación de la carcasa puede hacer que el compuesto metálico sea mucho más bajo que el emisor/campo posterior convencional.
3. La ventaja de la resistividad de contacto metálico: además del compuesto de contacto metálico, la resistividad de contacto metal-semiconductor (ρc) también es fundamental para el rendimiento del dispositivo de las células solares de silicio cristalino, ya que el metal-semiconductor forma un buen contacto óhmico para ayudar a reducir la pérdida de resistencia y mejorar el factor de llenado.
