टॉपकॉन बॅटरीचा अर्थ काय आहे?
टॉपकॉनचे (TOPCon) पूर्ण नाव टनेल ऑक्साइड पॅसिव्हेटिंग कॉन्टॅक्ट्स (Tunnel Oxide Passivating Contacts) आहे, ज्याचा अनुवाद 'टनलिंग ऑक्साइड पॅसिव्हेटेड कॉन्टॅक्ट्स' असा होतो. हे २०१३ मध्ये प्रस्तावित केलेले एक एन-टाइप सिलिकॉन वेफर सेल तंत्रज्ञान आहे. टॉपकॉन सेल्स, म्हणजेच टनलिंग ऑक्साइड पॅसिव्हेटेड कॉन्टॅक्ट्स सोलर सेल्स, हे सेलमधील कॅरिअर्सच्या निवडक पॅसिव्हेशनची समस्या सोडवून सोलर सेलची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.
टॉपकॉन सेलचा पुढील पृष्ठभाग आणि पारंपरिक एन-टाइप सौर सेलची रचना सारखीच असते, मुख्य फरक हा आहे की सेलच्या मागील बाजूस अति-पातळ सिलिकॉन ऑक्साईडचा थर तयार केला जातो आणि नंतर डोप्ड सिलिकॉनचा पातळ थर जमा केला जातो, हे दोन्ही मिळून एक पॅसिव्हेटेड कॉन्टॅक्ट रचना तयार करतात, ज्यामुळे पृष्ठभागावरील आणि धातूंच्या संपर्कातील संमिश्रण प्रभावीपणे कमी होते.
अति-पातळ सिलिकॉन ऑक्साइड आणि उच्च डोपिंग असलेल्या सिलिकॉन फिल्मच्या चांगल्या पॅसिव्हेशन प्रभावामुळे सिलिकॉन वेफरच्या पृष्ठभागावरील ऊर्जा बँड्समध्ये वाकणे निर्माण होते, ज्यामुळे क्षेत्र पॅसिव्हेशन प्रभाव तयार होतो, इलेक्ट्रॉन टनेलिंगची शक्यता मोठ्या प्रमाणात वाढते, संपर्क प्रतिरोध कमी होतो आणि परिणामी रूपांतरण कार्यक्षमता सुधारते.
TOPCon हे PERC तंत्रज्ञानाची जागा का घेत आहे?
२०२३ मध्ये, ४०० गिगावॅटपेक्षा जास्त नवीन टॉपकॉन (TOPCon) उत्पादन क्षमतेच्या समावेशामुळे पीव्ही (PV) उद्योगात एक महत्त्वपूर्ण प्रगती झाली. अशी अपेक्षा आहे की २०२४ पर्यंत टॉपकॉन सेल तंत्रज्ञान पारंपरिक पीईआरसी (PERC) तंत्रज्ञानाला मागे टाकून नवीन मुख्य प्रवाहातील तंत्रज्ञान बनेल. उत्पादनाच्या बाबतीत, अशी अपेक्षा आहे की या वर्षी टॉपकॉनचे उत्पादन सुमारे १०० गिगावॅटपर्यंत पोहोचेल, जे एकूण पीव्ही सेल उत्पादनाच्या २०%-३०% असेल. सर्वात किफायतशीर एन-टाइप सेल मार्ग म्हणून, टॉपकॉन सेल्स उच्च-गुणवत्तेचे आणि दुर्मिळ उत्पादन क्षमतेचे मानले जातात, आणि वर्षभर मागणीपेक्षा पुरवठ्याची परिस्थिती कायम राहील. टॉपकॉन बॅटरीच्या कार्यक्षमतेत सतत सुधारणा होत असल्याने, एन-टाइप टॉपकॉन बॅटरीची प्रमुख बाजारपेठ आणखी विस्तारण्याची अपेक्षा आहे, ज्याचा संबंधित कंपन्यांच्या व्यवसायाच्या भरभराटीवर सकारात्मक परिणाम होईल.
एन-टाइप बॅटरीच्या मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादन विस्तारातील मुख्य अडचण ही आहे की, तिची कार्यक्षमता आणि पी-टाइप बॅटरी यांच्यात मोठे अंतर नाही आणि तिचा नॉन-सिलिकॉन खर्च PERC बॅटरीपेक्षा ३०% ते ४०% जास्त आहे. PERC बॅटरीची कार्यक्षमता कमाल मर्यादेच्या जवळ पोहोचली आहे, त्यामुळे खर्च कमी करण्याची संधी मर्यादित आहे, परंतु TOPCon बॅटरीची कार्यक्षमता सुधारण्याची प्रचंड क्षमता अजूनही आहे. पीव्ही इन्फोलिंकच्या आकडेवारीनुसार, सध्या TOPCon सेलचा नॉन-सिलिकॉन खर्च प्रति वॅट सुमारे $०.३ आहे, तर मोठ्या आकाराच्या PERC सेलचा खर्च प्रति वॅट $०.२१ ते $०.२३ आहे, आणि यात अजूनही तफावत आहे. तथापि, सातत्यपूर्ण प्रयत्नांमुळे, TOPCon सेलचा उत्पादन खर्च हळूहळू PERC सेलच्या पातळीपर्यंत पोहोचेल.
टॉपकॉन बॅटरीचे फायदे काय आहेत?
१. पॅसिव्हेशनमधील फायदा: पृष्ठभागाच्या पॅसिव्हेशनची कार्यक्षमता मुख्यत्वे रासायनिक पॅसिव्हेशन आणि क्षेत्रीय पॅसिव्हेशनवर अवलंबून असते, SiO2 च्या औष्णिक वाढीमध्ये उत्कृष्ट रासायनिक पॅसिव्हेशन क्षमता असते. पॉलिसिलिकॉनमधील हेवी डोपिंगमुळे सिलिकॉनचा एनर्जी बँड वाकतो, ज्यामुळे इंटरफेसवर बहुसंख्य वाहकांचे एकत्रीकरण आणि अल्पसंख्य वाहकांचे क्षीणन होते, परिणामी संमिश्रण कमी होते आणि क्षेत्रीय पॅसिव्हेशनची भूमिका बजावली जाते.
२. मेटल कॉन्टॅक्ट कंपोझिटचा फायदा: पारंपरिक संरचनेच्या सौर सेलची कार्यक्षमता मर्यादित करणारा अडथळा मेटल कॉन्टॅक्ट कंपोझिट ठरतो. मेटलायझेशनचे औद्योगिकीकरण सामान्यतः उच्च तापमान सिंटरिंगनंतर स्क्रीन प्रिंटिंगद्वारे केले जाते. उच्च तापमान सिंटरिंग प्रक्रियेतील मेटल पेस्ट पॉली-Si ला 'एच' करून 'पंक्चर' (स्पायकिंग) तयार करते, ज्यामुळे कॉन्टॅक्ट संरचनेचे पॅसिव्हेशन नष्ट होते. परिणामी, पॅसिव्हेटेड भागापेक्षा मेटल कॉन्टॅक्ट भागात J0c जास्त असतो. परंतु p+poly आणि n+poly मेटल कॉन्टॅक्ट कंपोझिटमध्ये, 'पंक्चर'मुळे पॅसिव्हेशन कॉन्टॅक्ट संरचना नष्ट झाली तरीही, पारंपरिक एमिटर/बॅकफिल्डच्या तुलनेत J0c खूपच कमी असतो.
३. धातू संपर्क रोधकतेचा फायदा: धातू संपर्क मिश्रणाव्यतिरिक्त, धातू-अर्धवाहक संपर्क रोधकता (ρc) देखील क्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर पेशींच्या उपकरणाच्या कार्यक्षमतेसाठी महत्त्वपूर्ण आहे, धातू-अर्धवाहक चांगला ओमिक संपर्क तयार करण्यासाठी रोधकता हानी कमी करण्यास आणि फिल फॅक्टर सुधारण्यास मदत करते.
