რას ნიშნავს TOPCon-ის ბატარეა?
TOPCon-ის სრული სახელწოდებაა Tunnel Oxide Passivating Contacts, რაც ითარგმნება როგორც Tunnel Oxide Passivated Contacts, N-ტიპის სილიკონის ვაფლის უჯრედის ტექნოლოგია, რომელიც შემოთავაზებულია 2013 წელს. TOPCon უჯრედები, ანუ Tunnel Oxide Passivated Contacts-ის მზის უჯრედები, შექმნილია მზის უჯრედების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად უჯრედში მატარებლების შერჩევითი პასივაციის პრობლემის გადაჭრით.
TOPCon უჯრედის წინა ზედაპირი და ჩვეულებრივი N-ტიპის მზის უჯრედის სტრუქტურა იდენტურია, მთავარი განსხვავება უჯრედის უკანა მხარეს ულტრათხელი სილიციუმის ოქსიდის ფენის მომზადებაა, შემდეგ კი დოპირებული სილიციუმის დეპონირების თხელი ფენა, ორივე ერთად ქმნის პასივირებულ კონტაქტურ სტრუქტურას, რაც ეფექტურად ამცირებს ზედაპირულ კომპოზიტს და ლითონის კონტაქტურ კომპოზიტს.
ულტრათხელი სილიციუმის ოქსიდისა და ძლიერ დოპირებული სილიციუმის ფენის კარგი პასივაციის ეფექტის გამო, სილიციუმის ვაფლის ზედაპირული ენერგეტიკული ზოლები იწვევს მოხრას, რითაც წარმოიქმნება ველის პასივაციის ეფექტი, მკვეთრად იზრდება ელექტრონული გვირაბის წარმოქმნის ალბათობა, მცირდება კონტაქტური წინააღმდეგობა და საბოლოოდ იზრდება გარდაქმნის ეფექტურობა.
რატომ ცვლის TOPCon PERC ტექნოლოგიას?
2023 წელს, ფოტოელექტრული ინდუსტრია მნიშვნელოვან გარღვევას განიცდიდა TOPCon-ის ახალი წარმოების სიმძლავრის 400 გიგავატზე მეტით დამატებით. მოსალოდნელია, რომ TOPCon-ის უჯრედების ტექნოლოგია ტრადიციულ PERC-ს გადააჭარბებს და 2024 წლისთვის ახალ მეინსტრიმულ ტექნოლოგიად იქცევა. წარმოების თვალსაზრისით, მოსალოდნელია, რომ TOPCon-ის წარმოება წელს დაახლოებით 100 გიგავატს მიაღწევს, რაც მთლიანი ფოტოელექტრული უჯრედების წარმოების 20%-30%-ს შეადგენს. როგორც ყველაზე ეკონომიური N-ტიპის უჯრედების მარშრუტი, TOPCon-ის უჯრედები მაღალი ხარისხის და მწირი წარმოების სიმძლავრის მქონედ ითვლება და მიწოდება მოთხოვნაზე მეტი სიმძლავრის მქონე სიტუაცია მთელი წლის განმავლობაში შენარჩუნდება. TOPCon-ის აკუმულატორების ეფექტურობის უწყვეტი გაუმჯობესებით, მოსალოდნელია, რომ N-ტიპის TOPCon-ის აკუმულატორების პრემიუმ სივრცე კიდევ უფრო გაფართოვდება, რაც დადებითად აისახება შესაბამისი კომპანიების ბიზნესის ბუმზე.
N ტიპის აკუმულატორებმა ჯერ კიდევ ვერ გააცნობიერეს მასშტაბური წარმოების გაფართოების მთავარი პრობლემა, რაც იმაში მდგომარეობს, რომ მისი ეფექტურობა და P ტიპის აკუმულატორები არ ქმნიან მნიშვნელოვან ხარვეზს არასილიკონის ფასსა და PERC აკუმულატორებს შორის, რომელიც 30%-40%-ით მაღალია. PERC აკუმულატორის ეფექტურობა თითქმის ზღვრულ მაჩვენებელთან ახლოსაა, სივრცის ხარჯების შესამცირებლად სივრცე შეზღუდულია, მაგრამ TOPCon აკუმულატორის ეფექტურობის გაუმჯობესების პოტენციალი კვლავ დიდია. PV Infolink-ის მონაცემებით, TOPCon უჯრედების ამჟამინდელი არასილიკონის ღირებულება ვატზე თითქმის 0.3 აშშ დოლარია, დიდი ზომის PERC უჯრედების ღირებულება კი ვატზე 0.21-0.23 აშშ დოლარს შორისაა და ხარვეზი კვლავ არსებობს. თუმცა, შემდგომი უწყვეტი ძალისხმევით, TOPCon უჯრედების წარმოების ღირებულება თანდათან PERC უჯრედების დონეს მიუახლოვდება.
რა უპირატესობები აქვს TOPCon-ის აკუმულატორს?
1. პასივაციის უპირატესობა: ზედაპირის პასივაციის ეფექტურობა ძირითადად დამოკიდებულია ქიმიურ პასივაციასა და ველის პასივაციაზე, SiO2-ის თერმულ ზრდას აქვს შესანიშნავი ქიმიური პასივაციის უნარი. პოლისილიციუმის ძლიერმა დოპირებამ შეიძლება გამოიწვიოს სილიციუმის ენერგეტიკული ზოლის მოხრა, რაც იწვევს უმრავლესობის მატარებლების აგრეგაციას და უმცირესობის მატარებლების გამოფიტვას ინტერფეისზე, ამცირებს კომპოზიტს და ასრულებს ველის პასივაციის როლს.
2. მეტალ-კონტაქტური კომპოზიტის უპირატესობა: მეტალ-კონტაქტური კომპოზიტი ხდება შემაფერხებელი ფაქტორი, რაც ზღუდავს ტრადიციული სტრუქტურის მზის უჯრედების ეფექტურობას. მეტალიზაციის ინდუსტრიალიზაცია, როგორც წესი, ხდება მაღალტემპერატურული სინთეზის შემდეგ ტრაფარეტული ბეჭდვით. მაღალტემპერატურული სინთეზირების პროცესით, ლითონის პასტა „ამოტვიფრავს“ პოლი-Si-ს „ხვრეტის“ (Spiking) წარმოქმნით, რაც ანადგურებს კონტაქტური სტრუქტურის პასივაციას, რის შედეგადაც J0c-ის მეტალ-კონტაქტური ფართობი მეტალ-კონტაქტურ არეალში უფრო მაღალია, ვიდრე პასივირებულ არეალში. თუმცა, p + პოლი და n + პოლიმეტალ-კონტაქტური კომპოზიტის შემთხვევაშიც კი, მაშინაც კი, თუ „ხვრეტის“ შედეგად პასივაცია გაზიანდება, მეტალ-კომპოზიტის ემიტერის/უკუ ველის არეალი გაცილებით დაბალი იქნება, ვიდრე ტრადიციული სტრუქტურის მზის ელემენტების ემიტერის/უკუ ველის.
3. ლითონის კონტაქტის წინაღობის უპირატესობა: ლითონის კონტაქტის კომპოზიტის გარდა, ლითონ-ნახევარგამტარის კონტაქტის წინაღობა (ρc) ასევე გადამწყვეტია კრისტალური სილიციუმის მზის უჯრედების მუშაობისთვის, ლითონ-ნახევარგამტარის კონტაქტის კარგი ომური კონტაქტის შესაქმნელად, რაც ხელს უწყობს წინააღმდეგობის დანაკარგის შემცირებას და შევსების კოეფიციენტის გაუმჯობესებას.
