Pesquisa sobre a padronização de células TOPCon tipo N
- atualizado: 2023-05-14
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ooitech
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Nos últimos anos, com o desenvolvimento e utilização de novas tecnologias, novos processos e novas estruturas de células fotovoltaicas, a indústria de células fotovoltaicas se desenvolveu rapidamente. Como uma tecnologia-chave que apoia o desenvolvimento de novas redes elétricas e inteligentes, as células do tipo n tornaram-se um ponto importante no desenvolvimento industrial global.
Como a célula fotovoltaica de contato de passivação de camada de óxido de tunelamento tipo n (doravante denominada "célula TOPCon tipo n") tem a vantagem de desempenho de melhorar significativamente a eficiência em comparação com células fotovoltaicas convencionais, com o aumento do custo controlável e transformação de equipamentos maduros, a célula TOPCon tipo n Maior expansão da capacidade de produção doméstica tornou-se a principal direção de desenvolvimento de células fotovoltaicas de alta eficiência.
A padronização das baterias TOPCon tipo n enfrenta problemas como a incapacidade de cobrir os padrões atuais e a necessidade de melhorar a aplicabilidade dos padrões. Este documento conduzirá pesquisas e análises sobre a padronização das baterias TOPCon do tipo n e dará sugestões para padronização.Status de desenvolvimento da tecnologia de células TOPCon tipo nA estrutura do material de base de silício tipo p usado em células fotovoltaicas convencionais é n+pp+, a superfície receptora de luz é superfície n+ e a difusão de fósforo é usada para formar o emissor.Existem dois tipos principais de estruturas de células fotovoltaicas de homojunção para materiais de base de silício tipo n, um é n+np+ e o outro é p+nn+.Comparado com o silício do tipo p, o silício do tipo n tem melhor vida útil do portador minoritário, menor atenuação e maior potencial de eficiência.A célula dupla face tipo n feita de silício tipo n tem as vantagens de alta eficiência, boa resposta a pouca luz, baixo coeficiente de temperatura e mais geração de energia dupla face.À medida que os requisitos da indústria para eficiência de conversão fotoelétrica de células fotovoltaicas continuam a aumentar, as células fotovoltaicas tipo n de alta eficiência, como TOPCon, HJT e IBC, ocuparão gradualmente o mercado futuro.De acordo com a tecnologia da indústria fotovoltaica global 2021 International Photovoltaic Roadmap (ITRPV) e a previsão do mercado, as células do tipo n representam a tecnologia futura e a direção do desenvolvimento do mercado de células fotovoltaicas no país e no exterior.Dentre as rotas técnicas dos três tipos de baterias tipo n, as baterias TOPCon tipo n tornaram-se a rota tecnológica com maior escala de industrialização devido às suas vantagens de alta taxa de utilização dos equipamentos existentes e alta eficiência de conversão.
Atualmente, as baterias TOPCon do tipo n na indústria são geralmente preparadas com base na tecnologia LPCVD (deposição química em fase de vapor de baixa pressão), que possui muitos procedimentos, a eficiência e o rendimento são restritos e o equipamento depende de importações. Ele precisa ser melhorado. A produção em larga escala de células TOPCon do tipo n enfrenta dificuldades técnicas, como alto custo de fabricação, processo complicado, baixa taxa de rendimento e eficiência de conversão insuficiente.A indústria tem feito muitas tentativas para melhorar a tecnologia das células TOPCon do tipo n. Entre eles, a tecnologia de camada de polissilício dopado in-situ é aplicada na deposição de processo único de camada de óxido de tunelamento e camada de polissilício dopado (n+-polySi) sem revestimento de revestimento;O eletrodo metálico da bateria tipo n TOPCon é preparado utilizando a nova tecnologia de mistura de pasta de alumínio e pasta de prata, o que reduz o custo e melhora a resistência de contato; adota a estrutura de emissor seletivo frontal e a tecnologia de estrutura de contato de passivação de tunelamento multicamada traseira.Essas atualizações tecnológicas e a otimização do processo fizeram algumas contribuições para a industrialização das células TOPCon do tipo n.Pesquisa sobre padronização da bateria tipo n TOPConExistem algumas diferenças técnicas entre as células TOPCon do tipo n e as células fotovoltaicas convencionais do tipo p, e o julgamento das células fotovoltaicas no mercado é baseado nos padrões atuais de bateria convencional, e não há um requisito padrão claro para células fotovoltaicas do tipo n .A célula TOPCon tipo n tem as características de baixa atenuação, baixo coeficiente de temperatura, alta eficiência, alto coeficiente bifacial, alta tensão de abertura, etc. É diferente das células fotovoltaicas convencionais em termos de padrões.
Esta seção começará com a determinação dos indicadores padrão da bateria TOPCon tipo n, realizar a verificação correspondente em torno da curvatura, resistência à tração do eletrodo, confiabilidade e desempenho inicial de atenuação induzida por luz e discutir os resultados da verificação.Determinação de indicadores padrãoAs células fotovoltaicas convencionais são baseadas no padrão de produto GB/T29195-2012 "Especificações gerais para células solares de silício cristalino usadas no solo", que exige claramente os parâmetros característicos das células fotovoltaicas.Com base nos requisitos da GB/T29195-2012, combinados com as características técnicas das baterias TOPCon tipo n, a análise foi realizada item por item.Consulte a Tabela 1, as baterias TOPCon tipo n são basicamente iguais às baterias convencionais em termos de tamanho e aparência;
Tabela 1 Comparação entre a bateria TOPCon tipo n e os requisitos GB/T29195-2012
Em termos de parâmetros de desempenho elétrico e coeficiente de temperatura, os testes são realizados de acordo com IEC60904-1 e IEC61853-2, e os métodos de teste são consistentes com baterias convencionais; os requisitos de propriedades mecânicas são diferentes das baterias convencionais em termos de grau de flexão e resistência à tração do eletrodo.Além disso, de acordo com o ambiente de aplicação real do produto, um teste de calor úmido é adicionado como um requisito de confiabilidade.Com base na análise acima, foram realizados experimentos para verificar as propriedades mecânicas e a confiabilidade das baterias TOPCon do tipo n.Produtos de células fotovoltaicas de diferentes fabricantes com a mesma rota técnica foram selecionados como amostras experimentais. As amostras foram fornecidas pela Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.O experimento foi realizado em laboratórios de terceiros e laboratórios da empresa, e os parâmetros como grau de flexão e resistência à tração do eletrodo, teste de ciclo térmico e teste de calor úmido e desempenho inicial de atenuação induzida por luz foram testados e verificados.Verificação das Propriedades Mecânicas das Células FotovoltaicasO grau de flexão e a resistência à tração do eletrodo nas propriedades mecânicas das baterias TOPCon tipo n são testados diretamente na própria folha da bateria, e a verificação do método de teste é a seguinte.Verificação do teste de dobraCurvatura refere-se ao desvio entre o ponto central da superfície mediana da amostra testada e o plano de referência da superfície mediana. É um indicador importante para avaliar o nivelamento da bateria sob estresse, testando a deformação de flexão da célula fotovoltaica.Seu método de teste primário é medir a distância do centro do wafer até um plano de referência usando um indicador de deslocamento de baixa pressão.A Jolywood Optoelectronics e a Xi'an State Power Investment forneceram 20 baterias TOPCon tipo n M10 cada. O nivelamento da superfície foi melhor que 0.01 mm e a curvatura da bateria foi testada com uma ferramenta de medição com resolução melhor que 0.01 mm.O teste de flexão da bateria é realizado de acordo com as disposições de 4.2.1 em GB/T29195-2012.Os resultados do teste são mostrados na Tabela 2.
Tabela 2 Resultados do teste de flexão de células TOPCon tipo n
Os padrões de controle interno da empresa de Jolywood e Xi'an State Power Investment exigem que o grau de flexão não seja superior a 0.1 mm. De acordo com a análise dos resultados do teste de amostragem, o grau médio de flexão da Jolywood Optoelectronics e Xi'an State Power Investment é de 0.056 mm e 0.053 mm, respectivamente. Os valores máximos são 0.08mm e 0.10mm, respectivamente.De acordo com os resultados da verificação do teste, é proposto o requisito de que a curvatura da bateria TOPCon tipo n não seja superior a 0.1 mm.Verificação do teste de resistência à tração do eletrodoA fita de metal é conectada ao fio da grade da célula fotovoltaica por soldagem para conduzir corrente. A fita de solda e o eletrodo devem ser conectados de forma estável para minimizar a resistência de contato e garantir a eficiência da condução de corrente.Por esse motivo, o teste de resistência à tração do eletrodo no fio da grade da bateria pode avaliar a soldabilidade do eletrodo e a qualidade da soldagem da bateria, que é um método de teste comum para a força de adesão do motor da bateria fotovoltaica.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline
