IBC-teknologi vs. PERC-teknologi vs. TOPCon-teknologi
Både PERC- og IBC-teknologier forbedrer effektiviteten ved å redusere plassen som opptas av strømledere eller metallkontakter. Mens PERC ...
Hva er N-TOPCon fotovoltaisk modulteknologi?
Hva er TOPCon Technology?
TOPCon-teknologien (Tunnel Oxide Passivated Contact) er et revolusjonerende fremskritt innen solcelleutvikling, og bygger på prinsippet om selektiv transport av energibærere. Den forbedrer effektiviteten og ytelsen ved hjelp av en spesialisert baksidestruktur, som omfatter et ultratynt silisiumoksidlag og et lett dopet silisiumlag. Sammen skaper disse lagene en svært effektiv passivert kontakt, noe som minimerer rekombinasjonstap på overflaten og fra metallkontakter.
I motsetning til tradisjonell PERC-teknologi (Passivated Emitter and Rear Cell) tilbyr TOPCon overlegen solcellekonverteringseffektivitet gjennom sin unike strukturelle innovasjon. Denne nestegenerasjonsløsningen reduserer energitapet og gir samtidig uovertruffen pålitelighet. Den utstrakte bruken av TOPCon markerer et transformativt skifte i solenergibransjen, og åpner dørene for større effektivitet og bærekraftig vekst.
Arbeidsprinsipp og strukturelle egenskaper ved TOPCon-solceller
TOPCon-solceller skiller seg ut med sitt ultratynne oksidlag (1-2 nm), som muliggjør effektiv tunneling av majoritetsbærere. Denne designen minimerer rekombinasjon av minoritetsbærere, noe som fører til betydelige forbedringer i åpen krets-spenning og kortslutningsstrøm, samtidig som den totale effektiviteten økes.
Gjennombruddet ligger i den bakre passiverte kontaktstrukturen, som er et skritt videre enn de konvensjonelle N-type- eller N-PERT-cellene. Denne avanserte konfigurasjonen omfatter et silisiumoksidlag og en tynnfilm av fosfordopet silisium. Under presis gløding ved 850 °C går filmen over fra en mikrokrystallinsk blandingsfasetilstand til en polykrystallinsk struktur. Denne prosessen aktiverer en overlegen passivering, noe som gir en åpen kretsspenning på over 710 mV og reduserer rekombinasjonshastigheten til imponerende 9-13 fA/cm².
Ved å kombinere innovasjon med presisjon setter TOPCon-teknologien en ny standard i jakten på høyeffektive solceller.
Produksjonsprosessen for N-TOPCon-solceller
TOPCon-solcellene er helt i front når det gjelder fotovoltaisk innovasjon, og utnytter et ultratynt oksidlag (1-2 nm) for å muliggjøre effektiv tunneling av majoritetsbærere. Dette gjennombruddet minimerer rekombinasjon av minoritetsbærere, noe som gir betydelig høyere tomgangsspenning og kortslutningsstrøm, noe som bidrar direkte til høyere energiomformingseffektivitet.
Den unike fordelen med TOPCon-teknologien ligger i den avanserte, passiverte kontaktstrukturen på baksiden. Mens den fremre designen ligner tradisjonelle N-type- eller N-PERT-celler, består den bakre delen av et ultratynt silisiumoksidlag kombinert med en fosfordopet mikrokrystallinsk-amorf silisiumfilm. Under glødeprosessen ved 850 °C forvandles silisiumfilmen fra en mikrokrystallinsk-amorf fase til en polykrystallinsk struktur. Denne transformasjonen aktiverer eksepsjonelle passiveringsegenskaper, noe som muliggjør spenninger i åpen krets på over 710 mV og reduserer elektronrekombinasjonshastigheten til imponerende 9-13 fA/cm². Disse fremskrittene sikrer overlegen ytelse i ulike bruksområder innen solenergi.
En av de viktigste fordelene med TOPCon-teknologien er at den er kompatibel med eksisterende produksjonsprosesser for P-type celler. Arbeidsflyten i produksjonen integreres sømløst med tradisjonelle metoder, og krever bare at man legger til utstyr for bordiffusjon og tynnfilmavsetning. Ved å eliminere komplekse trinn som åpning og justering av baksiden, reduserer prosessen produksjonskompleksiteten betydelig og forbedrer skalerbarheten for masseproduksjon.
TOPCon-teknologien, som gir høy effektivitet og kostnadseffektiv produksjon, er i ferd med å omdefinere standardene i solcelleindustrien. Den tilbyr ikke bare en vei til overlegen solcelleytelse, men er også i tråd med den økende etterspørselen etter fornybare energiløsninger som er optimalisert for bærekraft og skalerbarhet.
- Teksturering (teksturering): Silisiumskiveoverflaten tekstureres ved hjelp av fysiske eller kjemiske metoder for å optimalisere lysabsorpsjonen ved å redusere refleksjon.
- Bordiffusjon (Diffusjon LP-BBr₃): Bortribromidgass under lavt trykk brukes til P-type bordiffusjon, noe som skaper emittersonen for effektiv ladningsseparasjon.
- Selektiv emitter med laser: Laserteknologi modifiserer spesifikke områder av silisiumskiven for å danne selektive emitterområder, noe som forbedrer den elektriske ytelsen.
- Kjemisk kantisolering: Overskuddsmateriale på skivekantene fjernes kjemisk for å minimere overflatedefekter og forbedre holdbarheten.
- TOPCon-oksidasjon: Et oksidlag dyrkes på waferoverflaten for å oppnå en overlegen passivering, noe som reduserer elektron-hull-rekombinasjonen betydelig.
- TOPCon PECVD: Et tunneloksidlag og et polykrystallinsk silisiumlag avsettes ved hjelp av PECVD-teknologi, og danner avanserte passiverte kontakter.
- TOPCon høytemperaturgløding: Høytemperaturgløding aktiverer passiveringslagene, noe som øker celleeffektiviteten ytterligere ved å forbedre de elektriske egenskapene.
- Aluminiumoksydavsetning (Al₂O₃-front): Et alumina-lag avsettes på frontflaten for å forbedre passiveringen og stabilisere cellestrukturen.
- Silisiumnitridavsetning (PECVD SiNx foran og bak): Silisiumnitridlag avsettes på begge sider av waferen for antirefleksjon og ytterligere passivering.
- Utskrift: Silketrykkteknologi brukes til å legge metallelektroder på waferen for elektrisk tilkobling.
- Avfyring: Metallelektroder bindes til silisiumskiven ved hjelp av sintring ved høy temperatur, noe som skaper robuste elektriske forbindelser.
- Testing og sortering: Cellene testes for ytelse og sorteres basert på effektivitet for å sikre jevn kvalitet.
TOPCon-celleproduksjonsprosessen kan effektivt integreres med tradisjonelle produksjonsmetoder for P-type celler, og krever minimale modifikasjoner som bordiffusjon og tynnfilmavsetning. Den eliminerer komplekse trinn som baksideåpning og justering, noe som forenkler produksjonen samtidig som kompatibiliteten med PERC-linjer opprettholdes. Bordiffusjonsprosessen og tunneloksid + p-Poly-lag sørger for en sømløs overgang, noe som gjør masseproduksjonen kostnadseffektiv og skalerbar.
Sammenligning av N-TOPCon og PERC-teknologi
| TOPCON | PERC | |
|---|---|---|
| Utseende | Standard | Standard |
| Effektforringelse det første året | 1.5% | 2% |
| Gjennomsnittlig årlig effektnedgang etter det første året | 0.4% | 0.45% |
| Effektivitet | 22.28% | 21.2% |
| Temperaturkoeffisient | -0.32%/℃ | -0.35%/℃ |
Fordeler med TOPCon-teknologien
Høy konverteringseffektivitet: TOPCon-celler oppnår en masseproduksjonseffektivitet på 24,5-25 %, noe som overgår den gjennomsnittlige effektiviteten på 23,2 % for PERC-celler. Med en teoretisk grense for virkningsgrad på over 24,5 % har TOPCon-celler et betydelig potensial for ytterligere forbedringer.
Forbedret kraftproduksjon: Bifacialfaktoren til TOPCon-solcellepaneler når opp til 85 %, noe som er betydelig høyere enn 70 % for PERC-paneler. Dette gir en potensiell økning i kraftproduksjonen på 2 %, noe som øker den totale energiproduksjonen.
Forlenget garantiperiode for strøm: N-type silisiumsubstrat, dopet med fosfor, gjør at man unngår degradering av bor-oksygenpar som er vanlig i PERC-celler. Dette eliminerer nesten all lysindusert degradering, noe som sikrer en lengre garantiperiode.
Lave investeringer for oppgraderinger: TOPCon-teknologien er kompatibel med PERC-produksjonslinjer, og krever bare ekstra utstyr for bordiffusjon og fremstilling av tunneloksid- og polysilisiumlag. De fleste av de eksisterende prosessene forblir uendret, noe som forenkler oppgraderingen.
Bruksområder for TOPCon solcellemoduler
Systemer for boliger og næringsbygg: TOPCon-paneler er ideelle for tak- eller bakkemonterte installasjoner, og gir effektiv fornybar energi til boliger, bedrifter og industrianlegg.
Solcelleanlegg i forsyningsskala: I storskala solcelleparker maksimerer TOPCon-panelene kraftproduksjonen på begrenset plass, noe som senker strømkostnadene og forbedrer prosjekteffektiviteten.
Løsninger for landbruket: TOPCon-panelene er perfekte for områder utenfor strømnettet eller avsidesliggende områder, og kan drive viktig landbruksutstyr som vannpumper og vanningssystemer, noe som hjelper bøndene med å øke produktiviteten.
Lading av elektriske kjøretøy: TOPCon-paneler er en ren energikilde for ladestasjoner som støtter bærekraftige og grønne transportinitiativer.
Bygningsintegrerte solcelleanlegg (BIPV): TOPCon-teknologien muliggjør sømløs integrering i bygningsdesign, og kombinerer energiproduksjon med estetiske arkitektoniske elementer.
Kyst- og offshoreområder: Takket være den høye holdbarheten er TOPCon-panelene godt egnet for områder med mye salttåke og høy luftfuktighet, noe som sikrer pålitelig ytelse i utfordrende miljøer.
Spådommer om fremtidig utvikling for TOPCon-solcellemoduler
TOPCon-solceller forventes å oppleve en betydelig markedsvekst fra 2023 til 2030, drevet av deres overlegne konverteringseffektivitet og pålitelige ytelse. Etter hvert som produksjonen skaleres opp og teknologien modnes, forventes produksjonskostnadene å synke, noe som muliggjør større bruk i storskala solcellekraftverk og kommersielle applikasjoner.
Politiske insentiver og det globale fokuset på bærekraftig utvikling setter ytterligere fart på integreringen av TOPCon-teknologi. Den økende etterspørselen etter ren energi, særlig i solrike regioner, forventes å drive frem teknologiske fremskritt og utvide solcellemarkedet, noe som vil styrke TOPCons rolle i sektoren for fornybar energi.
Referanse:
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/
TOPCon-produkter fra Maysun Solar
HOT
Maysun Solar 565-585W N-TOPCon solcellemodul Bifacial Silver Frame
Utgangseffekt: 565/570/575/580/585 WP
Virkningsgrad: 21,9 %-22,6 %
Mål (L × B × H): 2279 x 1134 x 30 mm
Vekt: 29 kg
Emballasje: 37 stk/pall, 740 stk/40'HQ
Garanti: 15 års produktgaranti og 25 års strømgaranti
Virkningsgrad: 21,9 %-22,6 %
Mål (L × B × H): 2279 x 1134 x 30 mm
Vekt: 29 kg
Emballasje: 37 stk/pall, 740 stk/40'HQ
Garanti: 15 års produktgaranti og 25 års strømgaranti
HOT
Maysun Solar 560-580W N-TOPCon solcellemodul Glass-Glass Sølvramme
Utgangseffekt: 560/565/565/570/575/580 WP
Virkningsgrad: 21,7 %-22,4 %
Mål (L × B × H): 2279 x 1134 x 30 mm
Vekt: 32 kg
Emballasje: 36 stk/pall, 720 stk/ 40'HQ
Garanti: 30 års produkt- og strømgaranti
Virkningsgrad: 21,7 %-22,4 %
Mål (L × B × H): 2279 x 1134 x 30 mm
Vekt: 32 kg
Emballasje: 36 stk/pall, 720 stk/ 40'HQ
Garanti: 30 års produkt- og strømgaranti
HOT
Maysun Solar 420-435W N-TOPCon solcellemodul Glass-Glass Full Black
Effekt: 420/425/430/435 WP
Virkningsgrad: 21,5 %-22,3 %
Mål (L × B × H): 1722 x 1134 x 30 mm
Vekt: 24 kg
Emballasje: 36 stk/pall, 936 stk/40'HQ
Garanti: 30 års produkt- og strømgaranti
Virkningsgrad: 21,5 %-22,3 %
Mål (L × B × H): 1722 x 1134 x 30 mm
Vekt: 24 kg
Emballasje: 36 stk/pall, 936 stk/40'HQ
Garanti: 30 års produkt- og strømgaranti
Anbefaler å lese om TOPcon Techonology
Sammenligning av IBC-teknologi og TOPCon-teknologi for solcellepaneler
TOPCon-solceller er basert på eksisterende passivert emitter- og baksidecelle (PERC)-teknologi. TOPCon-celler, som sine forgjengere, kan ...
Halvskårne solcellepaneler: Utnytt solenergi mer effektivt
Halvskårne solcellepaneler har noen fordeler sammenlignet med vanlige paneler. Teknologien bidrar til å redusere skyggetap, noe som gir bedre konvertering ...
