Care este semnificația bateriei TOPCon?
Numele complet al TOPCon este Tunnel Oxide Passivating Contacts, care se traduce prin Tunneling Oxide Passivating Contacts (Contacte de Passivitate cu Oxid de Tunelare), o tehnologie de celule de tip N cu plachetă de siliciu propusă în 2013. Celulele TOPCon, adică celulele solare Tunneling Oxide Passivating Contacts, sunt concepute pentru a îmbunătăți eficiența celulelor solare prin rezolvarea problemei pasivării selective a purtătorilor de sarcină din celulă.
Suprafața frontală a celulei TOPCon și structura celulei solare convenționale de tip N sunt aceleași, principala diferență fiind că partea din spate a celulei este pregătită printr-un strat ultra-subțire de oxid de siliciu și apoi printr-un strat subțire de siliciu dopat, cele două formând împreună o structură de contact pasivată, reducând eficient suprafața compozitului și contactul metalic cu compozitul.
Datorită efectului bun de pasivizare al oxidului de siliciu ultra-subțire și al peliculei de siliciu puternic dopate, benzile de energie de suprafață ale plachetei de siliciu produc îndoire, formând astfel un efect de pasivizare în câmp, crescând dramatic șansele de tunelare a electronilor, scăzând rezistența de contact și, în cele din urmă, îmbunătățind eficiența conversiei.
De ce înlocuiește TOPCon tehnologia PERC?
În 2023, industria fotovoltaică a cunoscut o descoperire importantă odată cu adăugarea unei noi capacități de producție TOPCon de peste 400 GW. Se așteaptă ca tehnologia celulelor TOPCon să depășească PERC tradițional și să devină noua tehnologie mainstream până în 2024. În ceea ce privește producția, se așteaptă ca producția TOPCon să ajungă la aproximativ 100 GW în acest an, reprezentând 20%-30% din producția totală de celule fotovoltaice. Fiind cea mai rentabilă rută de celule de tip N, celulele TOPCon sunt considerate a avea o capacitate de producție de înaltă calitate și limitată, iar situația în care oferta depășește cererea va persista pe tot parcursul anului. Odată cu îmbunătățirea continuă a eficienței bateriilor TOPCon, se așteaptă ca spațiul premium pentru bateriile TOPCon de tip N să se extindă în continuare, ceea ce va avea un impact pozitiv asupra exploziei afacerilor companiilor relevante.
Bateriile de tip N nu au încă realizat că problema cheie a extinderii producției la scară largă este eficiența lor, iar bateriile de tip P nu au deschis un decalaj semnificativ între costul celulelor fără siliciu, cu 30%-40% mai mare decât bateriile PERC. Eficiența bateriilor PERC a fost aproape de plafon, spațiul pentru reducerea costurilor a fost limitat, dar eficiența bateriei TOPCon are încă un mare potențial de îmbunătățire. Conform datelor PV Infolink, costul actual al celulelor TOPCon fără siliciu este aproape de 0,3 dolari pe watt, comparativ cu costul celulelor PERC de dimensiuni mari, între 0,21-0,23 dolari pe watt, existând încă un decalaj. Cu toate acestea, prin eforturi continue ulterioare, costul de producție al celulelor TOPCon se va apropia treptat de nivelul celulelor PERC.
Care sunt avantajele bateriei TOPCon?
1. Avantajul pasivării: performanța de pasivizare a suprafeței depinde în principal de pasivarea chimică și de pasivarea în câmp, creșterea termică a SiO2 având o capacitate excelentă de pasivizare chimică. Doparea puternică în polisilicon poate induce îndoirea benzii de energie a siliciului, rezultând agregarea purtătorilor majoritari și epuizarea purtătorilor minoritari la interfață, reducând compozitul și jucând rolul de pasivizare în câmp.
2. Avantajul compozitelor de contact metalic: acestea devin un blocaj care limitează eficiența celulelor solare cu structură convențională. Industrializarea metalizării se realizează de obicei prin serigrafie după sinterizarea la temperatură înaltă. Procesul de sinterizare la temperatură înaltă folosește o pastă metalică care va „grava” poli-Si pentru a forma o „perforare” (țepi), distrugând pasivizarea structurii de contact, rezultând o suprafață de contact metalică J0c mai mare în zona de contact metalică decât în zona pasivată. Însă, chiar dacă „perforarea” distruge pasivizarea structurii de contact a carcasei, compozitul metalic are un câmp mult mai scăzut decât cel convențional al emițătorului/spatelui.
3. Avantajul rezistivității contactului metalic: pe lângă compozitul de contact metalic, rezistivitatea contactului metal-semiconductor (ρc) este, de asemenea, esențială pentru performanța dispozitivului celulelor solare din siliciu cristalin, deoarece contactul metal-semiconductor formează un contact ohmic bun, ajutând la reducerea pierderilor de rezistență și la îmbunătățirea factorului de umplere.
