Ko nozīmē TOPCon akumulators?
Pilns TOPCon nosaukums ir Tunnel Oxide Pasivated Contacts (Tunnel Oxide Pasivated Contacts), kas tulkojumā nozīmē Tuneling Oxide Pasivated Contacts (Tunnelēšanas oksīda pasivēti kontakti) — N veida silīcija vafeļu šūnu tehnoloģija, kas tika ierosināta 2013. gadā. TOPCon šūnas jeb tunelēšanas oksīda pasivēto kontaktu saules baterijas ir paredzētas, lai uzlabotu saules bateriju efektivitāti, risinot šūnā esošo nesēju selektīvās pasivācijas problēmu.
TOPCon šūnas priekšējā virsma un parastā N tipa saules baterijas struktūra ir vienāda, galvenā atšķirība ir šūnas aizmugurē, lai sagatavotu īpaši plāna silīcija oksīda slāni, un pēc tam plānu leģēta silīcija nogulsnēšanās slāni, abi kopā veido pasivētu kontakta struktūru, efektīvi samazinot virsmas kompozītmateriāla un metāla kontakta kompozītmateriāla saskari.
Pateicoties īpaši plānas silīcija oksīda un stipri leģētas silīcija plēves labajai pasivācijas iedarbībai, silīcija vafeļu virsmas enerģijas joslas rada locīšanos, tādējādi veidojot lauka pasivācijas efektu, ievērojami palielinās elektronu tunelēšanas iespējas, samazinās kontakta pretestība un galu galā uzlabojas konversijas efektivitāte.
Kāpēc TOPCon aizstāj PERC tehnoloģiju?
2023. gadā saules bateriju nozare piedzīvoja nozīmīgu izrāvienu, pievienojot vairāk nekā 400 GW jaunas TOPCon ražošanas jaudas. Paredzams, ka TOPCon bateriju tehnoloģija līdz 2024. gadam apsteigs tradicionālo PERC un kļūs par jauno galveno tehnoloģiju. Runājot par ražošanu, paredzams, ka TOPCon ražošana šogad sasniegs aptuveni 100 GW, veidojot 20–30% no kopējās saules bateriju ražošanas apjoma. Kā visrentablākais N tipa bateriju ražošanas veids, TOPCon baterijas tiek uzskatītas par augstas kvalitātes un ierobežotas ražošanas jaudas ziņā, un situācija, kad piedāvājums pārsniedz pieprasījumu, saglabāsies visu gadu. Pastāvīgi uzlabojoties TOPCon akumulatoru efektivitātei, paredzams, ka N tipa TOPCon bateriju premium klases tirgus vēl vairāk paplašināsies, kas pozitīvi ietekmēs attiecīgo uzņēmumu uzņēmējdarbības uzplaukumu.
N tipa akumulatori vēl nav sapratuši galveno liela mēroga ražošanas paplašināšanas problēmu – to efektivitāte un P tipa akumulatori nav radījuši būtisku plaisu starp bezsilīcija bateriju izmaksām, kas ir par 30–40 % augstākas nekā PERC akumulatoriem. PERC akumulatora efektivitāte ir tuvu maksimālajai robežai, un telpas izmaksu samazināšanas iespējas ir ierobežotas, taču TOPCon akumulatora efektivitātes uzlabošanai joprojām ir liels potenciāls. Saskaņā ar PV Infolink datiem, pašreizējās TOPCon elementu bezsilīcija izmaksas ir tuvu 0,3 USD par vatu, salīdzinot ar liela izmēra PERC elementu izmaksām no 0,21 līdz 0,23 USD par vatu, un joprojām pastāv plaisa. Tomēr, turpinot nepārtrauktus centienus, TOPCon elementu ražošanas izmaksas pakāpeniski tuvosies PERC elementu līmenim.
Kādas ir TOPCon akumulatora priekšrocības?
1. Pasivācijas priekšrocība: virsmas pasivācijas veiktspēja galvenokārt ir atkarīga no ķīmiskās pasivācijas un lauka pasivācijas, SiO2 termiskajai augšanai ir lieliska ķīmiskās pasivācijas spēja. Spēcīga dopinga klātbūtne polikristāliskā silīcijā var izraisīt silīcija enerģijas joslas locīšanos, kā rezultātā saskarnē notiek vairākuma nesēju agregācija un mazākuma nesēju noplicināšanās, samazinot kompozītu un veicot lauka pasivācijas funkciju.
2. Metāla kontakta kompozīta priekšrocība: metāla kontakta kompozīts kļūst par šķērsli, kas ierobežo tradicionālo saules bateriju struktūras efektivitāti. Metalizācijas industrializācija parasti notiek pēc augstas temperatūras saķepināšanas, augstas temperatūras saķepināšanas procesā metāla pasta "iesala" poli-Si, veidojot "caurumu" (izciļņu), iznīcinot kontakta struktūras pasivāciju, kā rezultātā J0c metāla kontakta laukums metāla kontakta laukumā ir lielāks nekā pasivācijas laukumā. Taču p + poli un n + poli metāla kontakta kompozītmateriāla gadījumā, pat ja "caurums" iznīcina korpusa pasivācijas kontakta struktūru, metāla kompozīta emitera/aizmugures lauka lauks var būt daudz vājāks nekā parastajam.
3. Metāla kontakta pretestības priekšrocība: papildus metāla kontakta kompozītmateriālam, metāla-pusvadītāja kontakta pretestība (ρc) ir kritiski svarīga arī kristāliskā silīcija saules bateriju ierīces veiktspējai, metāla-pusvadītāja savienojumam veidojot labu omisko kontaktu, kas palīdz samazināt pretestības zudumus un uzlabot aizpildījuma koeficientu.
