டாப்கான் பேட்டரி என்பதன் பொருள் என்ன?
TOPCon-இன் முழுப்பெயர் Tunnel Oxide Passivating Contacts என்பதாகும். இது Tunneling Oxide Passivated Contacts என மொழிபெயர்க்கப்படுகிறது. இது 2013-இல் முன்மொழியப்பட்ட ஒரு N-வகை சிலிக்கான் வேஃபர் செல் தொழில்நுட்பமாகும். TOPCon செல்கள், அதாவது Tunneling Oxide Passivated Contacts சூரிய மின்கலங்கள், செல்லில் உள்ள கேரியர்களின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செயலற்றதாக்கல் சிக்கலைத் தீர்ப்பதன் மூலம் சூரிய மின்கலத்தின் செயல்திறனை மேம்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
டாப்கான் (TOPCon) மின்கலத்தின் முன்பக்க மேற்பரப்பும், வழக்கமான N-வகை சூரிய மின்கலத்தின் கட்டமைப்பும் ஒரே மாதிரியானவை. இவற்றின் முக்கிய வேறுபாடு என்னவென்றால், மின்கலத்தின் பின்புறத்தில் மிக மெல்லிய சிலிக்கான் ஆக்சைடு படலம் தயாரிக்கப்பட்டு, அதன் மேல் கலப்பு செய்யப்பட்ட சிலிக்கானின் மெல்லிய படலம் படியவைக்கப்படுகிறது. இவ்விரண்டும் இணைந்து ஒரு செயலற்ற தொடு கட்டமைப்பை உருவாக்குகின்றன. இது, மேற்பரப்புக் கலவை மற்றும் உலோகத் தொடு கலவையின் உராய்வை திறம்படக் குறைக்கிறது.
மிகவும் மெல்லிய சிலிக்கான் ஆக்சைடு மற்றும் அதிக அளவில் கலப்படம் செய்யப்பட்ட சிலிக்கான் படலத்தின் சிறந்த செயலற்றதாக்கும் விளைவின் காரணமாக, சிலிக்கான் தகட்டின் மேற்பரப்பு ஆற்றல் பட்டைகள் வளைவை உருவாக்குகின்றன. இதனால் ஒரு புலச் செயலற்றதாக்கும் விளைவு ஏற்படுகிறது. இதன் விளைவாக, எலக்ட்ரான் சுரங்கப்பாதைக்கான வாய்ப்புகள் வியத்தகு அளவில் அதிகரித்து, தொடர்பு மின்தடை குறைந்து, இறுதியில் மாற்றும் திறன் மேம்படுகிறது.
TOPCon ஏன் PERC தொழில்நுட்பத்திற்கு மாற்றாக வருகிறது?
2023-ஆம் ஆண்டில், 400 ஜிகாவாட்டிற்கும் அதிகமான புதிய TOPCon உற்பத்தித் திறன் சேர்க்கப்பட்டதன் மூலம், சூரிய மின்தகடு (PV) துறையில் ஒரு முக்கிய திருப்புமுனை ஏற்பட்டது. 2024-ஆம் ஆண்டிற்குள், TOPCon மின்கலத் தொழில்நுட்பம் பாரம்பரிய PERC தொழில்நுட்பத்தை முந்தி, புதிய பிரதான தொழில்நுட்பமாக மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. உற்பத்தியைப் பொறுத்தவரை, இந்த ஆண்டு TOPCon உற்பத்தி சுமார் 100 ஜிகாவாட்டை எட்டும் என்றும், இது மொத்த சூரிய மின்தகடு உற்பத்தியில் 20%-30% ஆக இருக்கும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. மிகவும் செலவு குறைந்த N-வகை மின்கல வழிமுறையாக இருப்பதால், TOPCon மின்கலங்கள் உயர் தரம் வாய்ந்ததாகவும், குறைந்த உற்பத்தித் திறன் கொண்டதாகவும் கருதப்படுகின்றன. மேலும், தேவையை விட விநியோகம் அதிகமாக இருக்கும் நிலை ஆண்டு முழுவதும் நீடிக்கும். TOPCon மின்கலங்களின் செயல்திறன் தொடர்ந்து மேம்படுவதால், N-வகை TOPCon மின்கலங்களுக்கான பிரீமியம் சந்தை மேலும் விரிவடையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இது தொடர்புடைய நிறுவனங்களின் வணிக வளர்ச்சிக்கு சாதகமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.
N-வகை பேட்டரியின் பெரிய அளவிலான உற்பத்தி விரிவாக்கத்தின் முக்கியப் பிரச்சினை என்னவென்றால், அதன் செயல்திறனுக்கும் P-வகை பேட்டரிகளுக்கும் இடையே ஒரு குறிப்பிடத்தக்க இடைவெளி உருவாகவில்லை. சிலிக்கான் அல்லாத உற்பத்திச் செலவு PERC பேட்டரியை விட 30% முதல் 40% வரை அதிகமாக உள்ளது. PERC பேட்டரியின் செயல்திறன் அதன் உச்சவரம்பை நெருங்கியுள்ளது, செலவைக் குறைப்பதற்கான வாய்ப்புகள் குறைவாகவே உள்ளன. ஆனால், TOPCon பேட்டரியின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு இன்னும் பெரும் சாத்தியக்கூறுகள் உள்ளன. PV Infolink-இன் தரவுகளின்படி, TOPCon செல்களின் தற்போதைய சிலிக்கான் அல்லாத உற்பத்திச் செலவு ஒரு வாட்டிற்கு சுமார் $0.3 ஆக உள்ளது. பெரிய அளவிலான PERC செல்களின் செலவு ஒரு வாட்டிற்கு $0.21 முதல் $0.23 வரை உள்ளது. இவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது இன்னும் ஒரு இடைவெளி உள்ளது. இருப்பினும், தொடர்ச்சியான முயற்சிகளால், TOPCon செல்களின் உற்பத்திச் செலவு படிப்படியாக PERC செல்களின் அளவை நெருங்கும்.
டாப்கான் பேட்டரியின் நன்மைகள் என்னென்ன?
1. செயலற்றதாக்கலின் நன்மை: மேற்பரப்பு செயலற்றதாக்கல் செயல்திறன் முக்கியமாக வேதியியல் செயலற்றதாக்கல் மற்றும் புலச் செயலற்றதாக்கலைச் சார்ந்துள்ளது, SiO2-இன் வெப்ப வளர்ச்சி சிறந்த வேதியியல் செயலற்றதாக்கல் திறனைக் கொண்டுள்ளது. பாலிசிலிக்கானில் அதிக அளவு கலப்படம் செய்வது, சிலிக்கானின் ஆற்றல் பட்டையை வளைக்கத் தூண்டுகிறது, இதன் விளைவாக இடைமுகத்தில் பெரும்பான்மை கேரியர்கள் ஒன்றுகூடுவதற்கும் சிறுபான்மை கேரியர்கள் குறைவதற்கும் வழிவகுக்கிறது, இது கலவையைக் குறைத்து புலச் செயலற்றதாக்கலின் பங்கையும் வகிக்கிறது.
2. உலோகத் தொடர்பு கலவையின் நன்மை: உலோகத் தொடர்பு கலவையானது, வழக்கமான கட்டமைப்பு சூரிய மின்கலத்தின் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒரு முட்டுக்கட்டையாக அமைகிறது. உலோகப்பூச்சின் தொழில்மயமாக்கல் என்பது பொதுவாக உயர் வெப்பநிலை சின்டரிங்கிற்குப் பிறகு ஸ்கிரீன் பிரிண்டிங் செய்வதாகும். உயர் வெப்பநிலை சின்டரிங் செயல்முறையில், உலோகப் பசையானது பாலி-Si-ஐ "அரித்து" ஒரு "துளையை" (முள் போன்ற அமைப்பு) உருவாக்குகிறது, இது தொடர்பு கட்டமைப்பின் செயலற்ற தன்மையை அழிக்கிறது. இதன் விளைவாக, செயலற்ற பகுதியை விட உலோகத் தொடர்புப் பகுதியில் J0c அதிகமாக இருக்கும். ஆனால் p + பாலி மற்றும் n + பாலி உலோகத் தொடர்பு கலவைகளில், "துளை" அதன் செயலற்ற தொடர்பு கட்டமைப்பை அழித்தாலும் கூட, உலோகக் கலவையின் J0c அளவை வழக்கமான எமிட்டர் / பேக் ஃபீல்டை விட மிகவும் குறைவாக வைத்திருக்க முடியும்.
3. உலோகத் தொடர்பு மின்தடைத்திறனில் உள்ள நன்மை: உலோகத் தொடர்பு கலவையைத் தவிர, படிக சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களின் சாதனச் செயல்திறனுக்கு உலோக-குறைக்கடத்தித் தொடர்பு மின்தடைத்திறனும் (ρc) மிகவும் முக்கியமானதாகும். உலோக-குறைக்கடத்திகள் ஒரு நல்ல ஓமிக் தொடர்பை உருவாக்குவது, மின்தடை இழப்பைக் குறைக்கவும் நிரப்பு காரணியை மேம்படுத்தவும் உதவுகிறது.
