TOPCon батареясының мәні неде?
TOPCon компаниясының толық атауы - туннельдік оксидті пассивтендіргіш контактілер, бұл 2013 жылы ұсынылған N-типті кремний пластиналы ұяшық технологиясы - туннельдік оксидті пассивтендіргіш контактілер дегенді білдіреді. TOPCon ұяшықтары, яғни туннельдік оксидті пассивтендіргіш контактілер күн батареялары ұяшықтағы тасымалдаушыларды селективті пассивтеу мәселесін шешу арқылы күн батареяларының тиімділігін арттыруға арналған.
TOPCon ұяшығының алдыңғы беті мен дәстүрлі N типті күн батареясының құрылымы бірдей, негізгі айырмашылығы ұяшықтың артқы жағында ультра жұқа кремний оксидінің қабатын дайындау, содан кейін жұқа легирленген кремний қабатын тұндыру, екеуі бірге пассивтелген байланыс құрылымын түзеді, беттік композит пен металл байланыс композитін тиімді түрде азайтады.
Ультра жұқа кремний оксидінің және қатты легирленген кремний пленкасының жақсы пассивациялық әсеріне байланысты кремний пластинасының беттік энергия жолақтары майысады, осылайша өрістік пассивациялық әсер пайда болады, электронды туннельдеу мүмкіндігі күрт артады, жанасу кедергісі төмендейді және сайып келгенде түрлендіру тиімділігі артады.
Неліктен TOPCon PERC технологиясын ауыстырып жатыр?
2023 жылы фотоэлектрлік өнеркәсібінде 400 ГВт-тан астам жаңа TOPCon өндірістік қуаты қосылуымен маңызды серпіліс болды. TOPCon ұяшық технологиясы 2024 жылға қарай дәстүрлі PERC-ті басып озып, жаңа негізгі технологияға айналады деп күтілуде. Өндіріс тұрғысынан TOPCon өндірісі биыл шамамен 100 ГВт-қа жетеді деп күтілуде, бұл фотоэлектрлік ұяшық өндірісінің жалпы көлемінің 20%-30%-ын құрайды. Ең тиімді N-типті ұяшық бағыты ретінде TOPCon ұяшықтары жоғары сапалы және тапшы өндірістік қуат болып саналады, ал ұсыныс сұраныстан асып түсу жағдайы жыл бойы сақталады. TOPCon батареясының тиімділігінің үздіксіз жақсаруымен N-типті TOPCon батареясының премиум кеңістігі одан әрі кеңейеді деп күтілуде, бұл тиісті компаниялардың бизнесінің өркендеуіне оң әсер етеді.
N типті батарея әлі күнге дейін кең көлемді өндірісті кеңейтудің негізгі мәселесін түсінген жоқ, оның тиімділігі және P типті батареялардың кремний емес құны PERC батареясына қарағанда 30% -40% жоғары болуы арасындағы айтарлықтай алшақтықты ашпады. PERC батареясының тиімділігі шыңға жақын болды, кеңістік құнын төмендетуге мүмкіндік шектеулі болды, бірақ TOPCon батареясының тиімділігін жақсарту үшін әлі де үлкен әлеует бар. PV Infolink деректеріне сәйкес, TOPCon батареяларының қазіргі кремний емес құны ватт үшін 0,3 долларға жуық, ал үлкен өлшемді PERC батареяларының құны ватт үшін 0,21-0,23 доллар аралығында және әлі де алшақтық бар. Дегенмен, кейінгі үздіксіз күш-жігердің арқасында TOPCon батареяларының өндіріс құны біртіндеп PERC батареяларының деңгейіне жақындайды.
TOPCon батареясының артықшылықтары қандай?
1. Пассивацияның артықшылығы: беттік пассивация өнімділігі негізінен химиялық пассивацияға және өрістік пассивацияға байланысты, SiO2 термиялық өсуі тамаша химиялық пассивация қабілетіне ие. Поликремнийдегі ауыр қоспа кремнийдің энергетикалық жолағының майысуына әкелуі мүмкін, бұл көпшілік тасымалдаушылардың агрегациясына және интерфейсте азшылық тасымалдаушылардың азаюына әкеледі, бұл композитті азайтады және өрістік пассивация рөлін атқарады.
2. Металл контактілі композиттің артықшылығы: металл контактілі композит дәстүрлі құрылымды күн батареясының тиімділігін шектейтін бөгетке айналады. Металлдандыруды индустрияландыру әдетте жоғары температурада күйдіруден кейін экранды басып шығару болып табылады, жоғары температурада күйдіру процесінде металл пастасы поли-Si-ді «ойып», «тесілу» (шпильдеу) түзеді, бұл жанасу құрылымының пассивтенуін бұзады, нәтижесінде J0c металл жанасу аймағы металл жанасу аймағында пассивтенген аймаққа қарағанда жоғары болады. Бірақ p+поли және n+полиметалл жанасу композиттері, тіпті «тесілу» корпустың пассивтену жанасу құрылымын бұзса да, металл композит дәстүрлі эмиттер/артқы өріске қарағанда әлдеқайда төмен болуы мүмкін.
3. Металл контактілі кедергісінің артықшылығы: металл контактілі композиттен басқа, металл-жартылай өткізгіш контактілі кедергісі (ρc) кристалды кремний күн батареяларының құрылғысының өнімділігі үшін де маңызды, металл-жартылай өткізгіш жақсы омдық байланыс түзеді, бұл кедергінің жоғалуын азайтуға және толтыру коэффициентін жақсартуға көмектеседі.
