Ką reiškia TOPCon akumuliatorius?
Pilnas TOPCon pavadinimas yra „Tunnel Oxide Passivating Contacts“, reiškiantis „Tunnel Oxide Passivated Contacts“ – 2013 m. pasiūlyta N tipo silicio plokštelių elementų technologija. TOPCon elementai, t. y. tunelinio oksido pasyvavimo kontaktai, yra skirti pagerinti saulės elementų efektyvumą, sprendžiant selektyvaus elemento krūvininkų pasyvavimo problemą.
TOPCon elemento priekinis paviršius ir įprastinio N tipo saulės elemento struktūra yra tokia pati, pagrindinis skirtumas yra tai, kad elemento gale paruošiamas itin plono silicio oksido sluoksnis, o po to plonas legiruoto silicio nusodinimo sluoksnis. Abi kartu sudaro pasyvuotą kontaktinę struktūrą, efektyviai sumažinančią paviršiaus kompozito ir metalo kontaktinį kompozitą.
Dėl gero itin plono silicio oksido ir stipriai legiruoto silicio plėvelės pasyvavimo efekto silicio plokštelės paviršiaus energijos juostos sulenkiamos, todėl susidaro lauko pasyvavimo efektas, elektronų tuneliavimo tikimybė smarkiai padidėja, kontaktinis varža sumažėja, o galiausiai pagerėja konversijos efektyvumas.
Kodėl „TOPCon“ keičia PERC technologiją?
2023 m. FV pramonė patyrė svarbų proveržį – buvo pridėta daugiau nei 400 GW naujų TOPCon gamybos pajėgumų. Tikimasi, kad iki 2024 m. TOPCon elementų technologija aplenks tradicinę PERC ir taps nauja pagrindine technologija. Kalbant apie gamybą, tikimasi, kad šiais metais TOPCon gamyba pasieks apie 100 GW ir sudarys 20–30 % visos FV elementų gamybos. TOPCon elementai, kaip ekonomiškiausias N tipo elementų gamybos būdas, laikomi aukštos kokybės ir ribotais gamybos pajėgumais, todėl pasiūlos viršijimo paklausa situacija išliks visus metus. Nuolat gerėjant TOPCon akumuliatorių efektyvumui, tikimasi, kad N tipo TOPCon akumuliatorių aukščiausios klasės erdvė toliau plėsis, o tai turės teigiamos įtakos atitinkamų įmonių verslo augimui.
N tipo akumuliatorių gamyba dar nesuprantama, kad pagrindinė didelio masto gamybos plėtros problema yra ta, jog jų efektyvumas ir P tipo akumuliatorių kaina nesudaro reikšmingo skirtumo tarp ne silicio baterijų ir PERC akumuliatorių, kurie yra 30–40 % didesni. PERC akumuliatorių efektyvumas yra arti lubų, o erdvės mažinimui erdvės sąnaudos yra ribotos, tačiau TOPCon akumuliatorių efektyvumo gerinimo potencialas vis dar yra didelis. Remiantis „PV Infolink“ duomenimis, dabartinė TOPCon elementų be silicio kaina yra artima 0,3 USD už vatą, palyginti su didelių PERC elementų kaina nuo 0,21 iki 0,23 USD už vatą, ir skirtumas vis dar išlieka. Tačiau toliau dedant pastangas, TOPCon elementų gamybos kaina palaipsniui artės prie PERC elementų lygio.
Kokie yra TOPCon akumuliatoriaus privalumai?
1. Pasyvavimo pranašumas: paviršiaus pasyvavimo efektyvumas daugiausia priklauso nuo cheminio pasyvavimo ir lauko pasyvavimo, o SiO2 šiluminis augimas pasižymi puikiu cheminio pasyvavimo gebėjimu. Dėl didelio legiravimo polikristaliniame siliciuke silicio energijos juosta gali išlinkti, dėl to daugumos krūvininkai susijungia, o mažumos krūvininkai išeikvojami sąsajoje, taip sumažinant kompozito sudėtį ir atliekant lauko pasyvavimo funkciją.
2. Metalinio kontakto kompozito pranašumas: metalinis kontaktas kompozitas tampa kliūtimi, ribojančia įprastinės struktūros saulės elementų efektyvumą. Metalizavimas paprastai atliekamas šilkografijos būdu po aukštoje temperatūroje sukepinimo. Aukštoje temperatūroje sukepinant metalinė pasta „išėsdina“ poli-Si ir sudaro „pradūrą“ (dygimą), taip sunaikindama kontaktinės struktūros pasyvaciją, todėl metalo J0c kontaktinis plotas metalo kontaktinėje srityje yra didesnis nei pasyvuotoje srityje. Tačiau p + poli ir n + poli metalinių kontaktinių kompozitų atveju, net jei „pradūra“ sunaikina korpuso pasyvacijos kontaktinę struktūrą, metalo kompozito emiterio / atgalinio lauko stipris gali būti daug mažesnis nei įprasto.
3. Metalo kontaktinės varžos pranašumas: be metalinio kontakto kompozito, metalo ir puslaidininkio kontaktinė varža (ρc) taip pat yra labai svarbi kristalinio silicio saulės elementų veikimui. Metalas ir puslaidininkis sudaro gerą ominį kontaktą, kuris padeda sumažinti varžos nuostolius ir pagerinti užpildymo koeficientą.
