Visió general de la tecnologia i avantatges dels mòduls fotovoltaics de Topcon
La tecnologia de mòduls fotovoltaics (PV) TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) representa els últims avenços en la indústria solar per millorar l'eficiència de les cèl·lules i reduir costos. El nucli de la tecnologia TOPCon rau en la seva estructura de contacte de passivació única, que redueix eficaçment la recombinació de portadors a la superfície cel·lular, millorant així l'eficiència de conversió de la cèl·lula.
Aspectes tècnics destacats
Estructura de contacte de passivació: Les cèl·lules TOPCon preparen una capa de silici d'òxid superfina (1-2 nm) a la part posterior de la hòstia de silici, seguida de la deposició d'una capa de silici policristalí dopat. Aquesta estructura no només proporciona una excel·lent passivació de la interfície, sinó que també forma un canal de transport de portadors selectiu, permetent el pas dels portadors majoritaris (electrons) alhora que evita que els portadors minoritaris (forats) es recombinin, augmentant així significativament la tensió de circuit obert (Voc) de la cèl·lula i l'ompliment. factor (FF).
Alta eficiència de conversió: L'eficiència màxima teòrica de les cèl·lules TOPCon és del 28.7%, significativament superior al 24.5% de les cèl·lules PERC de tipus P tradicionals. En aplicacions pràctiques, l'eficiència de producció en massa de les cèl·lules TOPCon ha superat el 25%, amb potencial de millora addicional.
Degradació induïda per la llum baixa (LID): Les hòsties de silici de tipus N tenen una menor degradació induïda per la llum, el que significa que els mòduls TOPCon poden mantenir un rendiment inicial més alt en l'ús real, reduint la pèrdua de rendiment a llarg termini.
Coeficient de temperatura optimitzat: El coeficient de temperatura dels mòduls TOPCon és millor que el dels mòduls PERC, la qual cosa significa que en entorns d'alta temperatura, la pèrdua de generació d'energia dels mòduls TOPCon és menor, especialment a les regions tropicals i desèrtiques on aquest avantatge és especialment evident.
Compatibilitat: La tecnologia TOPCon pot ser compatible amb les línies de producció PERC existents, requerint només uns quants dispositius addicionals, com ara equips de difusió de bor i deposició de pel·lícula fina, sense necessitat d'obertura i alineació de la part posterior, simplificant el procés de producció.
Procés de producció
El procés de producció de les cèl·lules TOPCon inclou principalment els següents passos:
Preparació d'hòsties de siliciEn primer lloc, les hòsties de silici de tipus N s'utilitzen com a material base per a la cèl·lula. Les hòsties de tipus N tenen una vida útil més gran del portador minoritari i una millor resposta a la llum feble.
Deposició de la capa d'òxid: Es diposita una capa de silici d'òxid molt prima a la part posterior de l'hòstia de silici. El gruix d'aquesta capa de silici d'òxid sol estar entre 1-2 nm i és la clau per aconseguir el contacte de passivació.
Deposició de silici policristalí dopat: Una capa de silici policristalí dopat es diposita sobre la capa d'òxid. Aquesta capa de silici policristalí es pot aconseguir mitjançant la deposició de vapor químic a baixa pressió (LPCVD) o la tecnologia de deposició de vapor químic millorada amb plasma (PECVD).
Tractament de recuit: El tractament de recuit a alta temperatura s'utilitza per canviar la cristalinitat de la capa de silici policristalí, activant així el rendiment de passivació. Aquest pas és crucial per aconseguir una recombinació de la interfície baixa i una alta eficiència cel·lular.
Metal·lització: Les línies de quadrícula metàl·lica i els punts de contacte es formen a la part davantera i posterior de la cel·la per recollir els portadors generats per fotos. El procés de metal·lització de les cèl·lules TOPCon requereix una atenció especial per evitar danyar l'estructura de contacte de passivació.
Prova i classificació: Un cop finalitzada la fabricació de les cèl·lules, es realitzen proves de rendiment elèctric per garantir que les cèl·lules compleixen els estàndards de rendiment predeterminats. A continuació, les cel·les s'ordenen segons paràmetres de rendiment per satisfer les necessitats dels diferents mercats.
Muntatge de mòduls: Les cèl·lules s'agrupen en mòduls, normalment encapsulats amb materials com ara vidre, EVA (copolímer d'etilè-acetat de vinil) i fulla posterior per protegir les cèl·lules i proporcionar suport estructural.
Avantatges i reptes
Els avantatges de la tecnologia TOPCon rau en la seva alta eficiència, baix LID i bon coeficient de temperatura, tot això fa que els mòduls TOPCon siguin més eficients i tinguin una vida útil més llarga en aplicacions reals. Tanmateix, la tecnologia TOPCon també s'enfronta a reptes de costos, especialment en termes d'inversió inicial en equips i costos de producció. Amb els continus avenços tecnològics i la reducció de costos, s'espera que el cost de les cèl·lules TOPCon disminueixi gradualment, millorant la seva competitivitat en el mercat fotovoltaic.
En resum, la tecnologia TOPCon és una direcció important per al desenvolupament de la indústria fotovoltaica. Millora l'eficiència de conversió de les cèl·lules solars mitjançant la innovació tecnològica mantenint la compatibilitat amb les línies de producció existents, proporcionant un fort suport tècnic per al desenvolupament sostenible de la indústria fotovoltaica. Amb el progrés tecnològic continu i la reducció de costos, s'espera que els mòduls fotovoltaics TOPCon dominen el mercat fotovoltaic en el futur.
Següent: no més