Hvað þýðir TOPCon rafhlöðu?
Fullt nafn TOPCon er Tunnel Oxide Passivating Contacts, sem þýðir Tunneling Oxide Passivated Contacts, N-gerð kísilflögufrumutækni sem lögð var til árið 2013. TOPCon frumur, þ.e. Tunneling Oxide Passivated Contacts sólarfrumur, eru hannaðar til að bæta skilvirkni sólarsella með því að leysa vandamálið með sértækri óvirkjun flutningsberanna í frumunni.
Framhlið TOPCon-sellunnar og hefðbundinnar N-gerð sólarsellubyggingar eru þær sömu. Helsti munurinn er að aftan á sólarsellunni er þunnt lag af kísilloxíði og síðan þunnt lag af sílikoni sem hefur verið blandað saman. Þessi tvö efni mynda óvirka snertingarbyggingu sem dregur úr snertingu yfirborðs og málms.
Vegna góðrar óvirkjunaráhrifa öfgaþunns kísilloxíðs og þungdópaðs kísillfilmu, beygja yfirborðsorkubönd kísillplötunnar og mynda þannig óvirkjunaráhrif á svið, sem auka líkur á rafeindagöngum verulega, minnka snertimótstöðu og að lokum bæta umbreytingarhagkvæmni.
Hvers vegna er TOPCon að skipta út PERC tækninni?
Árið 2023 varð mikilvæg bylting í sólarorkuiðnaðinum með viðbót við meira en 400 GW af nýrri framleiðslugetu TOPCon. Gert er ráð fyrir að TOPCon rafhlöðutækni muni taka fram úr hefðbundinni PERC og verða nýja aðaltæknin fyrir árið 2024. Hvað varðar framleiðslu er gert ráð fyrir að TOPCon framleiðsla nái um 100 GW á þessu ári, sem nemur 20%-30% af heildarframleiðslu sólarorkuvera. Sem hagkvæmasta leiðin fyrir N-gerð rafhlöður eru TOPCon rafhlöður taldar vera hágæða og með takmarkaða framleiðslugetu, og framboð fer fram úr eftirspurn og mun halda áfram allt árið. Með stöðugum framförum í skilvirkni TOPCon rafhlöðu er gert ráð fyrir að framboð á N-gerð TOPCon rafhlöðum muni aukast enn frekar, sem mun hafa jákvæð áhrif á viðskiptavöxt viðkomandi fyrirtækja.
Lykilatriðið í stórfelldri framleiðsluaukningu hjá N-gerð rafhlöðum er að skilvirkni þeirra og P-gerð rafhlöður hafa ekki skapað verulegt bil á milli kostnaðar við kísillausar rafhlöður, sem er 30% -40% hærri en hjá PERC rafhlöðum. Skilvirkni PERC rafhlöðu hefur verið nálægt hámarki, plássið til að draga úr plásskostnaði hefur verið takmarkað, en möguleikarnir á að bæta skilvirkni TOPCon rafhlöðunnar eru enn miklir. Samkvæmt gögnum PV Infolink er núverandi kostnaður við TOPCon rafhlöður, sem eru ekki úr kísil, nálægt 0,3 Bandaríkjadölum á watt, samanborið við kostnað stórra PERC rafhlöðu á bilinu 0,21-0,23 Bandaríkjadala á watt, og það er enn bil. Hins vegar, með áframhaldandi viðleitni, mun framleiðslukostnaður TOPCon rafhlöður smám saman nálgast stig PERC rafhlöðu.
Hverjir eru kostir TOPCon rafhlöðunnar?
1. Kostir óvirkjunar: Yfirborðsóvirkjunargeta er aðallega háð efnaóvirkjun og sviðsóvirkjun, og hitavöxtur SiO2 hefur framúrskarandi efnaóvirkjunargetu. Mikil efnun í pólýsílikoni getur valdið því að orkuband kísils beygist, sem leiðir til samsöfnunar meirihluta burðarefna og rýrnunar minnihluta burðarefna á viðmótinu, sem dregur úr samsetningunni og gegnir hlutverki sviðsóvirkjunar.
2. Kostir málmsnertiefnasamsetninga: Málmsnertiefnasamsetningin verður flöskuhálsinn sem takmarkar skilvirkni hefðbundinna sólarsellubygginga. Iðnvæðing málmvinnslu er venjulega silkiprentun eftir háhitasintrun. Háhitasintrun málmpasta „etsar“ pólý-Si til að mynda „göt“ (spiking) sem eyðileggur óvirkjun snertibyggingarinnar, sem leiðir til þess að snertiflatarmál málmsins á málmsnertisvæðinu er hærra en á óvirka svæðinu. En jafnvel þótt „göt“ eyðileggi p + pólý og n + pólý málmsnertiefnasamsetningin óvirkjunar snertibyggingarinnar, getur það gert málmsnertiefnasamsetninguna mun lægri en hefðbundin emitter/baksvið.
3. Kosturinn við snertiviðnám málms: auk snertiviðnáms úr málmi er snertiviðnám málms og hálfleiðara (ρc) einnig mikilvægt fyrir afköst sólarsella úr kristallaðri kísil. Málms og hálfleiðara mynda góða ómska snertingu til að draga úr viðnámstapi og bæta fyllingarstuðul.
