TOPCon bataryasının anlamı nedir?
TOPCon'un tam adı Tunnel Oxide Passivating Contacts'tır ve Tünelleme Oksit Pasifleştirilmiş Kontakları anlamına gelir; 2013 yılında önerilen bir N tipi silikon gofret hücre teknolojisidir. TOPCon hücreleri, yani Tünelleme Oksit Pasifleştirilmiş Kontakları güneş hücreleri, hücredeki taşıyıcıların seçici pasifleştirilmesi sorununu çözerek güneş hücresi verimliliğini artırmak için tasarlanmıştır.
TOPCon hücresinin ön yüzeyi ve geleneksel N tipi güneş hücresi yapısı aynıdır; temel fark, hücrenin arka tarafına ultra ince bir silikon oksit tabakası hazırlanması ve ardından ince bir katkılı silikon tabakasının biriktirilmesidir; bu ikisi birlikte pasifleştirilmiş bir temas yapısı oluşturarak yüzey kompozitini ve metal temas kompozitini etkili bir şekilde azaltır.
Ultra ince silikon oksit ve yüksek oranda katkılı silikon filmin iyi pasivasyon etkisi sayesinde silikon levhanın yüzey enerji bantlarında bükülme meydana gelir, böylece alan pasivasyon etkisi oluşur, elektron tünelleme olasılığı önemli ölçüde artar, temas direnci azalır ve sonuç olarak dönüşüm verimliliği artar.
TOPCon neden PERC teknolojisinin yerini alıyor?
2023 yılında, fotovoltaik (PV) endüstrisi, 400 GW'ın üzerinde yeni TOPCon üretim kapasitesinin eklenmesiyle önemli bir atılım yaşadı. TOPCon hücre teknolojisinin, 2024 yılına kadar geleneksel PERC'i geride bırakarak yeni ana akım teknoloji haline gelmesi bekleniyor. Üretim açısından, TOPCon üretiminin bu yıl yaklaşık 100 GW'a ulaşması ve toplam PV hücre üretiminin %20-30'unu oluşturması öngörülüyor. En uygun maliyetli N tipi hücre yolu olarak kabul edilen TOPCon hücreleri, yüksek kaliteli ve üretim kapasitesi sınırlı olarak değerlendiriliyor ve arzın talebi aşması durumu yıl boyunca devam edecek. TOPCon batarya verimliliğinin sürekli iyileştirilmesiyle, N tipi TOPCon batarya premium alanının daha da genişlemesi ve ilgili şirketlerin işlerinin büyümesi üzerinde olumlu bir etki yaratması bekleniyor.
N tipi bataryaların büyük ölçekli üretim genişlemesinin temel sorunu, verimlilikleri ile P tipi bataryalar arasında PERC bataryalara göre %30-40 daha yüksek silikon dışı maliyet farkının henüz açılamamış olmasıdır. PERC batarya verimliliği tavan noktasına yakın olduğundan, maliyeti düşürme alanı sınırlıdır; ancak TOPCon bataryasının verimliliğinin artırılması büyük bir potansiyele sahiptir. PV Infolink'in verilerine göre, TOPCon hücrelerinin mevcut silikon dışı maliyeti watt başına 0,3 dolara yakınken, büyük boyutlu PERC hücrelerinin maliyeti watt başına 0,21-0,23 dolar arasındadır ve hala bir fark bulunmaktadır. Bununla birlikte, sürekli çabalarla, TOPCon hücrelerinin üretim maliyeti kademeli olarak PERC hücrelerinin seviyesine yaklaşacaktır.
TOPCon bataryasının avantajları nelerdir?
1. Pasivasyonun avantajı: Yüzey pasivasyon performansı esas olarak kimyasal pasivasyon ve alan pasivasyonuna bağlıdır; SiO2'nin termal büyümesi mükemmel kimyasal pasivasyon yeteneğine sahiptir. Polisilisyumda yüksek oranda katkılama, silikonun enerji bandının bükülmesine neden olarak arayüzde çoğunluk taşıyıcılarının kümelenmesine ve azınlık taşıyıcılarının azalmasına yol açar, bu da kompoziti azaltır ve alan pasivasyonu rolünü oynar.
2. Metal temas kompozitinin avantajı: Metal temas kompoziti, geleneksel yapıdaki güneş pillerinin verimliliğini sınırlayan darboğaz haline gelir. Metalizasyonun endüstriyel uygulaması genellikle yüksek sıcaklıkta sinterlemeden sonra serigrafi baskı ile yapılır; yüksek sıcaklıkta sinterleme işleminde metal macun, poli-Si'yi "aşındırarak" bir "delik" (çivilenme) oluşturur ve temas yapısının pasivasyonunu bozar, bu da metal temas alanının J0c değerinin pasifleştirilmiş alandan daha yüksek olmasına neden olur. Ancak p+poli ve n+poli metal temas kompozitlerinde, "delik" pasivasyon temas yapısını bozsa bile, metal kompozitin J0c değeri geleneksel yayıcı/arka alandan çok daha düşük olabilir.
3. Metal temas direncinin avantajı: Metal temas kompozitine ek olarak, metal-yarıiletken temas direnci (ρc) de kristal silikon güneş pillerinin cihaz performansı için kritik öneme sahiptir; metal-yarıiletkenin iyi bir ohmik temas oluşturması, direnç kaybını azaltmaya ve dolum faktörünü iyileştirmeye yardımcı olur.
