Werkingsprincipe en structurele kenmerken van TOPCon-zonnecellen

TOPCon-zonnecellen maken gebruik van een ultradunne oxidelaag (1~2nm) om effectieve tunneling van meerderheidsdraaggolven mogelijk te maken, waardoor de recombinatie van minderheidsdraaggolven aanzienlijk wordt verminderd, waardoor de nullastspanning en kortsluitstroom van de cel effectief worden verbeterd en de de conversie-efficiëntie van de cel.

Structureel is het ontwerp van de voorkant van TOPCon-zonnecellen vergelijkbaar met conventionele N-type of N-PERT-zonnecellen, maar de belangrijkste technologische innovatie ligt in de gepassiveerde contactstructuur aan de achterkant. Deze structuur omvat een ultradunne siliciumoxidelaag en een met fosfor gedoteerde microkristallijne-amorfe silicium gemengde dunne film. De passivatieprestaties worden geactiveerd door een uitgloeiproces, waarbij de kristalliniteit van de dunne siliciumfilm een ​​transformatie ondergaat van een microkristallijne-amorfe gemengde fase naar een polykristallijne fase, waardoor de prestaties van de cel verder worden verbeterd. Onder een gloeiconditie van 850°C vertoont de cel uitstekende passivatie-effecten, met een nullastspanning van meer dan 710 mV en een elektronenrecombinatiesnelheid verlaagd tot 9-13 fA/cm^2, waardoor de celefficiëntie aanzienlijk wordt verhoogd.

1.Texturisatie (textuur): gebruik van fysische of chemische methoden om het oppervlak van de siliciumwafel te textureren, waardoor de lichtabsorptie wordt verbeterd.

2. Boordiffusie (diffusie LP-BBr₃): Gebruik van boortribromidegas onder lage druk voor boordiffusie van het P-type om de emitterzone te vormen.

3. Laserselectieve emitter: toepassing van lasertechnologie om het oppervlak van de siliciumwafel te behandelen, waardoor selectieve emittergebieden ontstaan.

4. Chemische randisolatie: verwijdering van overtollig materiaal aan de randen van de siliciumwafel met behulp van chemische middelen om oppervlaktedefecten te verminderen.

5.TOPCon-oxidatie: groei van een oxidelaag op het oppervlak van de siliciumwafel voor oppervlaktepassivering en vermindering van recombinatie van elektron-gatparen.

6.TOPCon PECVD: Afzetting van een tunneloxidelaag en een polykristallijne siliciumlaag met behulp van PECVD-technologie om gepassiveerde contacten te vormen.

7.TOPCon High-Temperature Anneal (TOPCon: High-T anneal): Activering van de tunneloxidelaag en de polykristallijne siliciumlaag door middel van een gloeibehandeling bij hoge temperatuur om de celefficiëntie te verbeteren.

8. Afzetting van aluminiumoxide (Al₂O₃ voorkant): Afzetting van een laag aluminiumoxide op de voorzijde van de wafer om de passivatie van het oppervlak verder te verbeteren.

9. Afzetting van siliciumnitride (PECVD SiNx voor en achter): Afzetting van lagen siliciumnitride op de voor- en achterkant van de wafer voor passivatie en antireflectie.

10. Afdrukken: gebruik van zeefdruktechnologie om metalen elektroden op de siliciumwafel af te drukken.

11. Sinteren: het verbinden van de metalen elektroden met de siliciumwafel door middel van sinteren bij hoge temperatuur om elektrische verbindingen te vormen.

12. Testen en sorteren: testen van de voltooide cellen op prestaties en sorteren op basis van efficiëntie.

Dit proces maximaliseert het gebruik van bestaande traditionele productiemethoden voor P-Type-cellen, waarbij alleen de toevoeging van boordiffusie- en dunne-filmdepositieapparatuur nodig is, waardoor het celproductieproces wordt vereenvoudigd en de moeilijkheidsgraad van massaproductie wordt verminderd. De TOPCon-technologie is zeer compatibel met PERC-productielijnen, waarbij de processen van boordiffusie en de tunnellaag + p-Poly-laag worden toegevoegd, terwijl de andere stappen in wezen die van de PERC-productielijnen voortzetten.

Vergelijking van N-TOPCon- en PERC-technologie

Voordelen van TOPCon-technologie

• Hoge conversie-efficiëntie: TOPCon-cellen onderscheiden zich door hun hoge conversie-efficiëntie. De massaproductie-efficiëntie van TOPCon-cellen kan momenteel 24,5% -25% bereiken, wat hoger is dan de huidige gemiddelde massaproductie-conversie-efficiëntie van 23,2% voor PERC-cellen. Omdat de theoretische limiet voor de conversie-efficiëntie boven de 24,5% ligt, suggereert dit dat TOPCon-cellen een groter verbeteringspotentieel hebben.
• Verbeterde algehele energieopwekking: Vergeleken met PERC-cellen hebben TOPCon-cellen een hogere bifaciale factor, wat de algehele energieopwekking kan verbeteren. De bifaciale factor van TOPCon-zonnepanelen kan oplopen tot 85%, aanzienlijk hoger dan de 70% van PERC-componenten. Dit betekent dat de vermogenswinst met maximaal 2% kan toenemen.
• Verlengde stroomgarantieperiode: Het siliciumsubstraat van het N-type is gedoteerd met fosfor, waardoor het verlies van elektronenvangst veroorzaakt door boor-zuurstofparen wordt vermeden, de door licht geïnduceerde degradatie bijna wordt geëlimineerd en een langere stroomgarantieperiode wordt gegarandeerd.
• Upgrade-compatibiliteit met lage apparatuurinvestering: TOPCon is compatibel met PERC-productielijnen en kan worden geüpgraded op basis van PERC-lijnen. Vergeleken met PERC omvat de toegevoegde of vervangen apparatuur boordiffusie voor de bereiding van tunneloxide- en polysiliciumlagen, waarbij de rest van het proces grotendeels compatibel is met PERC-productielijnen.

Toepassingen van TOPCon-zonnepanelen

Hoog rendement voor residentieel en commercieel gebruik : geschikt voor op het dak of op de grond gemonteerde zonne-energiesystemen, die schone, hernieuwbare energie leveren voor woningen, bedrijven of industriële faciliteiten.

Zonne-energiecentrales op grote schaal : In grote zonne-energievelden kunnen TOPCon-zonnepanelen, vanwege hun hoge efficiëntie, meer stroom opwekken in een beperkte ruimte, waardoor ze ideaal zijn voor grootschalige energieopwekkingstoepassingen, waardoor de kosten per eenheid energie worden verlaagd. elektriciteit.

Agrarische toepassingen : TOPCon-panelen kunnen landbouwapparatuur aandrijven, zoals waterpompen en irrigatiesystemen, vooral in afgelegen of off-grid gebieden, en dienen als een onafhankelijke energieoplossing om boeren te helpen de landbouwproductiviteit te verhogen.

Oplaadstations voor elektrische voertuigen : Met de toenemende populariteit van elektrische voertuigen groeit de vraag naar duurzame energieoplossingen. TOPCon-zonnepanelen kunnen schone energie leveren voor laadstations voor elektrische voertuigen, waardoor de ontwikkeling van groen transport wordt bevorderd.

Gebouwgeïntegreerde fotovoltaïsche zonne-energie (BIPV) : Zonnepanelen die gebruik maken van TOPCon-technologie kunnen worden geïntegreerd in het ontwerp van gebouwen en dienen als onderdeel van de bouwmaterialen. Ze leveren niet alleen energie, maar versterken ook de esthetische aantrekkingskracht van de gebouwen.

Kustgebieden: Vanwege hun hoge duurzaamheid zijn TOPCon-zonnepanelen ook geschikt voor gebruik in offshore- of kustgebieden, waar sprake kan zijn van hogere niveaus van zoute nevel en vochtigheid.

Toekomstige ontwikkelingsvoorspellingen voor TOPCon-zonnepanelen

De verwachting is dat TOPCon-zonnecellen tussen 2023 en 2030 een aanzienlijke marktgroei zullen doormaken, dankzij hun hoge conversie-efficiëntie en duurzame prestaties. Naarmate de technologie volwassener wordt en de productie opschaalt, zullen de kosten naar verwachting verder dalen, waardoor de marktpenetratie van TOPCon-modules in grote fotovoltaïsche energiecentrales en commerciële toepassingen toeneemt. Beleidsondersteuning en duurzame ontwikkelingstrends versnellen de adoptie van TOPCon-technologie verder. Verwacht wordt dat de mondiale vraag naar TOPCon-technologie zal blijven groeien door de toenemende behoefte aan schone energieoplossingen, vooral in regio's met veel zonlicht. Dit zal technologische innovatie en marktuitbreiding in de fotovoltaïsche industrie stimuleren.

Referentie:

https://guangfu.bjx.com.cn/news/20200710/1088087.shtml

https://guangfu.bjx.com.cn/news/20200710/1088087.shtml

https://xueqiu.com/2305761063/241967340

https://guangfu.bjx.com.cn/news/20200710/1088087.shtml

https://www.sohu.com/a/640762583_121123896

https://www.novergysolar.com/topcon-vs-perc-vs-hjt-solar-cells/#Uses_of_Topcon_Solar_Panels

https://www.verifiedmarketreports.com/product/topcon-solar-cell-and-module-market/

TOPCon-producten van Maysun Solar