Hva betyr TOPCon-batteriet?
Det fulle navnet på TOPCon er Tunnel Oxide Passivating Contacts, som oversettes til Tunneling Oxide Passivated Contacts, en N-type silisiumwafer-celleteknologi som ble foreslått i 2013. TOPCon-celler, dvs. Tunneling Oxide Passivated Contacts-solceller, er utviklet for å forbedre solcelleeffektiviteten ved å løse problemet med selektiv passivering av ladningsbærerne i cellen.
Strukturen på den fremre overflaten av TOPCon-cellen og den konvensjonelle N-type solcellestrukturen er den samme. Hovedforskjellen er at baksiden av cellen består av et lag med ultratynt silisiumoksid, og deretter avsettes et tynt lag med dopet silisium. Sammen danner de to en passivert kontaktstruktur, noe som effektivt reduserer kontakten mellom overflatekompositt og metallkompositt.
På grunn av den gode passiveringseffekten til ultratynt silisiumoksid og sterkt dopet silisiumfilm, forårsaker overflateenergibåndene på silisiumskiven bøying, og danner dermed en feltpassiveringseffekt. Sjansene for elektrontunnelering øker dramatisk, kontaktmotstanden reduseres og konverteringseffektiviteten forbedres til slutt.
Hvorfor erstatter TOPCon PERC-teknologien?
I 2023 opplevde PV-industrien et viktig gjennombrudd med mer enn 400 GW ny TOPCon-produksjonskapasitet. Det forventes at TOPCon-celleteknologien vil forbigå tradisjonell PERC og bli den nye mainstream-teknologien innen 2024. Når det gjelder produksjon, forventes det at TOPCon-produksjonen vil nå rundt 100 GW i år, noe som utgjør 20–30 % av den totale PV-celleproduksjonen. Som den mest kostnadseffektive N-type celleruten anses TOPCon-celler å ha høy kvalitet og begrenset produksjonskapasitet, og situasjonen der tilbudet overstiger etterspørselen vil vedvare gjennom hele året. Med den kontinuerlige forbedringen av TOPCon-batterieffektiviteten forventes premiummarkedet for N-type TOPCon-batterier å utvide seg ytterligere, noe som vil ha en positiv innvirkning på forretningsboomen til de aktuelle selskapene.
N-type batterier har ennå ikke innsett det viktigste problemet med storskala produksjonsutvidelse, nemlig at effektiviteten deres og P-type batterier ikke har åpnet et betydelig gap mellom ikke-silisiumkostnadene på 30 % og 40 % høyere enn PERC-batterier. PERC-batterieffektiviteten har vært nær taket, og plassen til å redusere plasskostnadene har vært begrenset, men det er fortsatt et stort potensial for å forbedre effektiviteten til TOPCon-batteriene. Ifølge PV Infolinks data er den nåværende ikke-silisiumkostnaden for TOPCon-celler nær 0,3 dollar per watt, sammenlignet med kostnaden for store PERC-celler på mellom 0,21 og 0,23 dollar per watt, og det er fortsatt et gap. Med påfølgende kontinuerlige anstrengelser vil imidlertid produksjonskostnadene for TOPCon-celler gradvis nærme seg nivået for PERC-celler.
Hva er fordelene med TOPCon-batterier?
1. Fordelen med passivering: Overflatepassiveringsytelsen avhenger hovedsakelig av kjemisk passivering og feltpassivering. Termisk vekst av SiO2 har utmerket kjemisk passiveringsevne. Sterk doping i polysilisium kan føre til at silisiumets energibånd bøyer seg, noe som resulterer i aggregering av majoritetsbærere og utarming av minoritetsbærere ved grenseflaten, noe som reduserer kompositten og spiller en rolle i feltpassivering.
2. Fordelen med metallkontaktkompositt: Metallkontaktkompositt blir flaskehalsen som begrenser effektiviteten til konvensjonelle solceller. Industrialisering av metallisering skjer vanligvis etter silketrykk etter høytemperatursintring. Høytemperatursintringsprosessen vil "etse" poly-Si for å danne en "punktering" (spiking), som ødelegger passiveringen av kontaktstrukturen. Dette resulterer i at metallkontaktområdet til J0c er høyere i metallkontaktområdet enn i det passivert området. Men selv om p + poly og n + poly metallkontaktkompositt "punkterer" og ødelegger passiveringen av kontaktstrukturen, kan metallkompositten bli mye lavere enn for konvensjonelle emitter-/bakfelt.
3. Fordelen med metallkontaktresistivitet: I tillegg til metallkontaktkompositt er metall-halvlederkontaktresistivitet (ρc) også kritisk for enhetens ytelse til krystallinske silisiumsolceller. Metall-halvleder danner en god ohmsk kontakt for å redusere motstandstapet og forbedre fyllfaktoren.
