IBC Technology vs PERC Technology vs TOPCon Technology
Both PERC and IBC technologies improve efficiency by reducing the amount of space occupied by grid lines or metal contacts. While PERC ...
Какво е N-TOPCon технология за фотоволтаични модули?
Какво представлява технологията TOPCon?
Технологията TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact – тунелно оксидно пасивиран контакт) е революционен напредък в разработването на соларни клетки, изграден на принципа на селективния пренос на носители. Тя повишава ефективността и производителността чрез използване на специализирана структура на задната страна, която включва свръхтънък слой силициев оксид и леко легиран силициев слой. Заедно тези слоеве създават високоефективен пасивиран контакт, който значително намалява загубите от рекомбинация на повърхността и от металните контакти.
За разлика от традиционната технология PERC (Passivated Emitter and Rear Cell – пасивиран емитер и задна клетка), TOPCon предлага превъзходна ефективност на фотоволтаичното преобразуване благодарение на своята уникална структурна иновация. Това решение от следващо поколение намалява загубите на енергия, като същевременно осигурява ненадмината надеждност. Широкото му внедряване бележи трансформационна промяна в сектора на слънчевата енергия, отваряйки вратите към по-голяма ефективност и устойчив растеж.
Принцип на работа и структурни характеристики на слънчевите клетки TOPCon
Соларните клетки TOPCon се отличават със своя ултратънък оксиден слой (1-2 nm), който позволява ефективно тунелиране на мажоритарните носители. Този дизайн свежда до минимум рекомбинацията на миноритарните носители, което води до значително подобряване на напрежението на отворена верига и тока на късо съединение, като същевременно повишава общата ефективност.
Пробивът се състои в структурата на задния пасивиран контакт, което е стъпка отвъд конвенционалните конструкции на клетките от N-тип или N-PERT. Тази усъвършенствана конфигурация включва слой от силициев оксид и тънък силициев филм, легиран с фосфор. При прецизно отгряване при 850 °C филмът преминава от смесено микрокристално състояние към поликристална структура. Този процес активира превъзходна пасивация, постигайки напрежение на отворената верига, надхвърлящо 710 mV, и намалявайки скоростта на рекомбинация до впечатляващите 9-13 fA/cm².
Съчетавайки иновациите с прецизността, технологията TOPCon поставя нов стандарт в търсенето на високоефективни слънчеви клетки.
Производствен процес на слънчеви клетки N-TOPCon
Соларните клетки TOPCon са в челните редици на фотоволтаичните иновации, като използват ултратънък оксиден слой (1-2 nm), за да позволят ефективно тунелиране на мажоритарните носители. Този пробив свежда до минимум рекомбинацията на миноритарните носители, като значително повишава напрежението на отворена верига и тока на късо съединение, което пряко допринася за по-висока ефективност на преобразуване на енергията.
Уникалното предимство на технологията TOPCon се крие в нейната усъвършенствана структура на задния пасивиран контакт. Докато предната част наподобява традиционните N-тип или N-PERT клетки, задната част включва ултратънък слой силициев оксид, съчетан с фосфорно легиран микрокристално-аморфен силициев филм. По време на процеса на отгряване при 850 °C силициевият филм се трансформира от микрокристално-аморфна фаза в поликристална структура. Тази трансформация активира изключителни пасивиращи свойства, които позволяват напрежение на отворената верига от над 710 mV и намаляват скоростта на електронна рекомбинация до впечатляващите 9-13 fA/cm². Тези постижения осигуряват отлична производителност в различни приложения за слънчева енергия.
Едно от ключовите предимства на технологията TOPCon е нейната съвместимост със съществуващите процеси за производство на клетки от P-тип. Производственият процес се интегрира безпроблемно с традиционните методи, като се изисква само добавяне на оборудване за дифузия на бор и отлагане на тънки слоеве. Чрез елиминиране на сложните стъпки, като отваряне на задната страна и подравняване, процесът значително намалява сложността на производството и подобрява мащабируемостта за масово производство.
Със способността си да постига висока ефективност и да поддържа рентабилно производство, технологията TOPCon е готова да предефинира стандартите във фотоволтаичната индустрия. Тя не само предлага път към превъзходна производителност на соларните клетки, но и съответства на нарастващото търсене на решения за възобновяема енергия, оптимизирани за устойчивост и мащабируемост.
- Текстуризация (Текстура): Повърхността на силициевата пластина се текстурира с помощта на физически или химически методи, за да се оптимизира абсорбирането на светлината чрез намаляване на отражението.
- Дифузия на бор (Diffusion LP-BBr₃): За дифузията на бор от тип P се използва газ бор трибромид с ниско налягане, който създава емитерната зона за ефективно разделяне на заряда.
- Лазерен селективен излъчвател: Лазерната технология модифицира определени области на силициевата пластина, за да се образуват селективни емитерни области, които подобряват електрическите характеристики.
- Изолиране на химически ръбове: Излишният материал по ръбовете на пластините се отстранява по химичен път, за да се сведат до минимум дефектите по повърхността и да се подобри издръжливостта.
- Окисляване на TOPCon: Върху повърхността на пластината се отглежда оксиден слой за по-добра пасивация, който значително намалява рекомбинацията между електрони и дупки.
- TOPCon PECVD: С помощта на технологията PECVD се отлагат тунелен оксиден слой и поликристален силициев слой, като се образуват усъвършенствани пасивирани контакти.
- Високотемпературно отгряване на TOPCon: Високотемпературното отгряване активира пасивиращите слоеве, като допълнително повишава ефективността на клетките чрез подобряване на електрическите им свойства.
- Отлагане на алуминий (Al₂O₃ фронт): Върху предната повърхност се отлага слой алуминиев оксид, за да се подобри пасивирането и да се стабилизира структурата на клетката.
- Отлагане на силициев нитрид (PECVD SiNx отпред и отзад): Слоеве от силициев нитрид се отлагат от двете страни на пластината за антирефлексия и допълнителна пасивация.
- Отпечатване: Технологията за ситопечат се използва за добавяне на метални електроди върху пластината за електрическа свързаност.
- Уволнение: Металните електроди се свързват със силициевата пластина чрез високотемпературно синтероване, което създава здрави електрически връзки.
- Тестване и сортиране: Клетките се тестват за ефективност и се сортират по ефикасност, за да се осигури постоянно качество.
Процесът на производство на клетките TOPCon се интегрира ефективно с традиционните методи за производство на клетки тип P, като изисква минимални промени, като например дифузия на бор и отлагане на тънък слой. Той елиминира сложни стъпки като отваряне на задната страна и подравняване, като опростява производството и същевременно запазва съвместимостта с линиите PERC. Добавянето на процеса на дифузия на бор и тунелен оксид + p-Poly слой осигурява безпроблемен преход, което прави масовото производство рентабилно и мащабируемо.
Сравнение на технологиите N-TOPCon и PERC
| TOPCON | PERC | |
|---|---|---|
| Външен вид | Стандартен | Стандарт |
| Деградация на мощността през първата година | 1.5% | 2% |
| Средно годишно влошаване на мощността след първата година | 0.4% | 0.45% |
| Ефективност | 22.28% | 21.2% |
| Температурен коефициент | -0.32%/℃ | -0.35%/℃ |
Предимства на технологията TOPCon
Висока ефективност на преобразуване: Клетките TOPCon постигат ефективност при масово производство от 24,5-25%, което надхвърля средната ефективност от 23,2% на клетките PERC. С теоретична граница на ефективност над 24,5 %, клетките TOPCon предлагат значителен потенциал за по-нататъшно подобряване.
Усъвършенствано генериране на енергия: Коефициентът на двустранно свързване на слънчевите панели TOPCon достига до 85%, което е значително повече от 70% при PERC панелите. Това води до потенциално увеличение на производството на електроенергия с 2 %, което повишава общото производство на енергия.
Удължен гаранционен период за захранване: Силициевият субстрат от N-тип, легиран с фосфор, избягва разграждането на двойката бор-кислород, което е често срещано при PERC клетките. Това почти елиминира деградацията, предизвикана от светлината, като осигурява по-дълъг гаранционен период.
Ниски инвестиции за модернизация: Технологията TOPCon е съвместима с производствените линии за PERC, като изисква само допълнително оборудване за дифузия на бор и за подготовка на тунелни оксидни и полисилициеви слоеве. Повечето от съществуващите процеси остават непроменени, което опростява модернизацията.
Приложения на слънчевите модули TOPCon
Жилищни и търговски системи: Панелите TOPCon са идеални за покривни или наземни инсталации, като осигуряват ефективна възобновяема енергия за домове, предприятия и промишлени обекти.
Соларни инсталации за комунални цели: В широкомащабните соларни паркове панелите TOPCon увеличават производството на енергия в рамките на ограничено пространство, като намаляват разходите за електроенергия и подобряват ефективността на проекта.
Селскостопански решения: Идеални за автономни или отдалечени райони, панелите TOPCon могат да захранват основно селскостопанско оборудване като водни помпи и напоителни системи, като помагат на земеделските стопани да повишат производителността си.
Зареждане на електрически превозни средства: С нарастването на броя на електрическите превозни средства панелите TOPCon предлагат чист източник на енергия за станциите за зареждане, като подкрепят устойчиви и екологични транспортни инициативи.
Фотоволтаици, интегрирани в сгради (BIPV): Технологията TOPCon позволява безпроблемно интегриране в дизайна на сградите, като съчетава производството на енергия с естетически архитектурни елементи.
Крайбрежни и офшорни зони: Благодарение на високата си издръжливост, панелите TOPCon са подходящи за региони с висока солена мъгла и влажност, като осигуряват надеждна работа в предизвикателни условия.
Прогнози за бъдещото развитие на соларните модули TOPCon
Очаква се слънчевите клетки TOPCon да отбележат значителен ръст на пазара от 2023 до 2030 г., което се дължи на високата им ефективност на преобразуване и надеждната им работа. С увеличаването на производството и усъвършенстването на технологията се очаква производствените разходи да намалеят, което ще позволи по-широкото им внедряване в мащабни фотоволтаични електроцентрали и търговски приложения.
Политическите стимули и глобалният акцент върху устойчивото развитие допълнително ускоряват интегрирането на технологията TOPCon. Нарастващото търсене на чиста енергия, особено в богатите на слънце региони, се очаква да стимулира технологичния напредък и да разшири пазара на фотоволтаици, като затвърди ролята на TOPCon в сектора на възобновяемата енергия.
Справка:
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.verifiedmarketreports.com/product/topcon-solar-cell-and-module-market/
Продукти на TOPCon на Maysun Solar
HOT
Maysun Solar 565-585W N-TOPCon Слънчев модул Bifacial Сребърна рамка
Изходна мощност: 565/570/575/580/585 WP
Ефективност: 21,9%-22,6%
Размери (Д × Ш × В): 2279 x 1134 x 30 mm
Тегло: 29 kg
Опаковка: 37 бр./палет, 740 бр./40'HQ
Гаранция: 15-годишна гаранция за продукта и 25-годишна гаранция за захранването
Ефективност: 21,9%-22,6%
Размери (Д × Ш × В): 2279 x 1134 x 30 mm
Тегло: 29 kg
Опаковка: 37 бр./палет, 740 бр./40'HQ
Гаранция: 15-годишна гаранция за продукта и 25-годишна гаранция за захранването
HOT
Maysun Solar 560-580W N-TOPCon Слънчев модул стъкло-стъкло сребърна рамка
Изходна мощност: 560/565/570/575/580 WP
Ефективност: 21,7%-22,4%
Размери (Д × Ш × В): 2279 x 1134 x 30 mm
Тегло: 32 kg
Опаковка: 36 бр./палет, 720 бр./40'HQ
Гаранция: 30-годишна гаранция за продукта и захранването
Ефективност: 21,7%-22,4%
Размери (Д × Ш × В): 2279 x 1134 x 30 mm
Тегло: 32 kg
Опаковка: 36 бр./палет, 720 бр./40'HQ
Гаранция: 30-годишна гаранция за продукта и захранването
HOT
Maysun Solar 420-435W N-TOPCon Слънчев модул стъкло-стъкло пълен черен
Мощност: 420/425/430/435 WP
Ефективност: 21,5%-22,3%
Размери (Д × Ш × В): 1722 x 1134 x 30 мм
Тегло: 24 кг
Опаковка: 36 бр./палет, 936 бр./40'HQ
Гаранция: 30-годишна гаранция за продукта и захранването
Ефективност: 21,5%-22,3%
Размери (Д × Ш × В): 1722 x 1134 x 30 мм
Тегло: 24 кг
Опаковка: 36 бр./палет, 936 бр./40'HQ
Гаранция: 30-годишна гаранция за продукта и захранването
Препоръчвам четене за TOPcon Techonology
Comparing IBC technology and TOPCon technology for solar panels
TOPCon solar cells are based on existing passivated emitter and back-side cell (PERC) technology. TOPCon cells, like their predecessor, can be ...
Half-Cut Solar Panels: Unlocking Solar Efficiency at its Best
Half-cut solar panels have some benefits over regular solar panels. The half-cut technology helps to reduce shading losses, which leads to better conversion ...
Научете повече за технологиите
