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Visão geral da tecnologia e vantagens do módulo fotovoltaico Topcon

A tecnologia de módulo fotovoltaico (PV) TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) representa os mais recentes avanços na indústria solar para melhorar a eficiência da célula e reduzir custos. O núcleo da tecnologia TOPCon reside na sua estrutura única de contato de passivação, que reduz efetivamente a recombinação de transportadores na superfície da célula, aumentando assim a eficiência de conversão da célula.

Destaques técnicos

1. Estrutura de Contato de Passivação: As células TOPCon preparam uma camada superfina de óxido de silício (1-2 nm) na parte traseira do wafer de silício, seguida pela deposição de uma camada de silício policristalino dopado. Esta estrutura não apenas fornece excelente passivação de interface, mas também forma um canal seletivo de transporte de portadores, permitindo a passagem de portadores majoritários (elétrons) enquanto evita a recombinação de portadores minoritários (buracos), aumentando significativamente a tensão de circuito aberto (Voc) da célula e o preenchimento. fator (FF).

2. Alta Eficiência de Conversão: A eficiência máxima teórica das células TOPCon é tão alta quanto 28.7%, significativamente superior aos 24.5% das células PERC tradicionais do tipo P. Em aplicações práticas, a eficiência da produção em massa das células TOPCon excedeu 25%, com potencial para melhorias adicionais.

3. Degradação induzida por pouca luz (LID): Os wafers de silício tipo N têm menor degradação induzida pela luz, o que significa que os módulos TOPCon podem manter um desempenho inicial mais alto em uso real, reduzindo a perda de desempenho a longo prazo.

4. Coeficiente de temperatura otimizado: O coeficiente de temperatura dos módulos TOPCon é melhor que o dos módulos PERC, o que significa que em ambientes de alta temperatura, a perda de geração de energia dos módulos TOPCon é menor, especialmente em regiões tropicais e desérticas onde esta vantagem é particularmente evidente.

5. Compatibilidade: A tecnologia TOPCon pode ser compatível com linhas de produção de PERC existentes, exigindo apenas alguns dispositivos adicionais, como equipamento de difusão de boro e deposição de filme fino, sem a necessidade de abertura e alinhamento traseiro, simplificando o processo de produção.

Processo de produção

O processo de produção das células TOPCon inclui principalmente as seguintes etapas:

1. Preparação de wafer de silício: Primeiro, wafers de silício tipo N são usados ​​como material de base para a célula. Os wafers do tipo N têm maior vida útil dos portadores minoritários e melhor resposta à luz fraca.

2. Deposição de camada de óxido: Uma camada superfina de óxido de silício é depositada na parte traseira do wafer de silício. A espessura desta camada de óxido de silício está geralmente entre 1-2 nm e é a chave para alcançar o contato de passivação.

3. Deposição de silício policristalino dopado: Uma camada de silício policristalino dopado é depositada sobre a camada de óxido. Esta camada de silício policristalino pode ser obtida através da tecnologia de deposição química de vapor de baixa pressão (LPCVD) ou de deposição química de vapor aprimorada por plasma (PECVD).

4. Tratamento de recozimento: O tratamento de recozimento de alta temperatura é usado para alterar a cristalinidade da camada de silício policristalino, ativando assim o desempenho de passivação. Esta etapa é crucial para alcançar baixa recombinação de interface e alta eficiência celular.

5. Metalização: Linhas de grade metálica e pontos de contato são formados na frente e atrás da célula para coletar portadores fotogerados. O processo de metalização das células TOPCon requer atenção especial para evitar danos à estrutura de contato de passivação.

6. Teste e classificação: Após a conclusão da fabricação das células, são realizados testes de desempenho elétrico para garantir que as células atendam aos padrões de desempenho predeterminados. As células são então classificadas de acordo com parâmetros de desempenho para atender às necessidades dos diferentes mercados.

7. Montagem do Módulo: As células são montadas em módulos, normalmente encapsulados com materiais como vidro, EVA (copolímero de etileno-acetato de vinila) e folha traseira para proteger as células e fornecer suporte estrutural.

Vantagens e desafios

As vantagens da tecnologia TOPCon residem na sua alta eficiência, baixo LID e bom coeficiente de temperatura, o que torna os módulos TOPCon mais eficientes e têm uma vida útil mais longa em aplicações reais. No entanto, a tecnologia TOPCon também enfrenta desafios de custos, especialmente em termos de investimento inicial em equipamentos e custos de produção. Com os contínuos avanços tecnológicos e redução de custos, espera-se que o custo das células TOPCon diminua gradualmente, aumentando a sua competitividade no mercado fotovoltaico.

Em resumo, a tecnologia TOPCon é uma direção importante para o desenvolvimento da indústria fotovoltaica. Melhora a eficiência de conversão das células solares através da inovação tecnológica, mantendo a compatibilidade com as linhas de produção existentes, proporcionando um forte apoio técnico para o desenvolvimento sustentável da indústria fotovoltaica. Com o contínuo progresso tecnológico e redução de custos, espera-se que os módulos fotovoltaicos TOPCon dominem o mercado fotovoltaico no futuro.