نظرة عامة على تقنية ومزايا الوحدة الكهروضوئية Topcon
تمثل تقنية الوحدة الكهروضوئية (PV) TOPCon (الاتصال بأكسيد النفق) أحدث التطورات في صناعة الطاقة الشمسية لتحسين كفاءة الخلايا وخفض التكاليف. يكمن جوهر تقنية TOPCon في بنية الاتصال التخميلية الفريدة الخاصة بها، والتي تقلل بشكل فعال من إعادة تركيب الناقل على سطح الخلية، وبالتالي تعزيز كفاءة تحويل الخلية.
النقاط البارزة الفنية
هيكل الاتصال التخميل: تقوم خلايا TOPCon بإعداد طبقة رقيقة جدًا من أكسيد السيليكون (1-2 نانومتر) على الجزء الخلفي من رقاقة السيليكون، يليها ترسيب طبقة سيليكون متعددة البلورات المخدرة. لا يوفر هذا الهيكل تخميلًا ممتازًا للواجهة فحسب، بل يشكل أيضًا قناة نقل حاملة انتقائية، مما يسمح بمرور ناقلات الأغلبية (الإلكترونات) بينما يمنع ناقلات الأقلية (الثقوب) من إعادة التجميع، وبالتالي يزيد بشكل كبير جهد الدائرة المفتوحة (Voc) للخلية وملءها. العامل (FF).
كفاءة تحويل عالية: تصل الكفاءة النظرية القصوى لخلايا TOPCon إلى 28.7%، وهي أعلى بكثير من 24.5% لخلايا PERC التقليدية من النوع P. وفي التطبيقات العملية، تجاوزت كفاءة الإنتاج الضخم لخلايا TOPCon 25%، مع إمكانية إجراء المزيد من التحسين.
التدهور الناتج عن الإضاءة المنخفضة (LID): تتميز رقائق السيليكون من النوع N بتدهور أقل بسبب الضوء، مما يعني أن وحدات TOPCon يمكنها الحفاظ على أداء أولي أعلى في الاستخدام الفعلي، مما يقلل من فقدان الأداء على المدى الطويل.
معامل درجة الحرارة الأمثل: معامل درجة الحرارة لوحدات TOPCon أفضل من وحدات PERC، مما يعني أنه في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يكون فقدان توليد الطاقة لوحدات TOPCon أصغر، خاصة في المناطق الاستوائية والصحراوية حيث تتجلى هذه الميزة بشكل خاص.
التوافق: يمكن أن تكون تقنية TOPCon متوافقة مع خطوط إنتاج PERC الحالية، ولا تتطلب سوى عدد قليل من الأجهزة الإضافية، مثل معدات نشر البورون وترسيب الأغشية الرقيقة، دون الحاجة إلى فتح الجانب الخلفي ومحاذاة، مما يبسط عملية الإنتاج.
عملية الإنتاج
تتضمن عملية إنتاج خلايا TOPCon بشكل أساسي الخطوات التالية:
إعداد رقاقة السيليكون: أولاً، يتم استخدام رقائق السيليكون من النوع N كمادة أساسية للخلية. تتمتع الرقاقات من النوع N بعمر حامل أقلية أعلى واستجابة أفضل للضوء الضعيف.
ترسيب طبقة الأكسيد: يتم ترسيب طبقة سيليكون أكسيد رقيقة جدًا على الجزء الخلفي من رقاقة السيليكون. يتراوح سمك طبقة أكسيد السيليكون هذه عادة بين 1-2 نانومتر وهي المفتاح لتحقيق اتصال التخميل.
ترسيب السيليكون متعدد البلورات المخدر: يتم ترسيب طبقة من السيليكون متعدد البلورات المخدر على طبقة الأكسيد. يمكن تحقيق طبقة السيليكون متعدد البلورات هذه من خلال تقنية ترسيب البخار الكيميائي منخفض الضغط (LPCVD) أو تقنية ترسيب البخار الكيميائي المعزز بالبلازما (PECVD).
معالجة التلدين: يتم استخدام معالجة التلدين بدرجة حرارة عالية لتغيير تبلور طبقة السيليكون متعدد البلورات، وبالتالي تنشيط أداء التخميل. هذه الخطوة ضرورية لتحقيق إعادة التركيب للواجهة المنخفضة وكفاءة الخلية العالية.
التأيض: يتم تشكيل خطوط الشبكة المعدنية ونقاط الاتصال في الجزء الأمامي والخلفي من الخلية لتجميع الموجات الحاملة المولدة بالصور. تتطلب عملية تعدين خلايا TOPCon اهتمامًا خاصًا لتجنب إتلاف بنية اتصال التخميل.
الاختبار والفرز: بعد الانتهاء من تصنيع الخلايا، يتم إجراء اختبارات الأداء الكهربائي للتأكد من أن الخلايا تلبي معايير الأداء المحددة مسبقًا. يتم بعد ذلك فرز الخلايا وفقًا لمعايير الأداء لتلبية احتياجات الأسواق المختلفة.
وحدة الجمعية: يتم تجميع الخلايا في وحدات، يتم تغليفها عادةً بمواد مثل الزجاج، وEVA (كوبوليمر أسيتات فينيل الإيثيلين)، وطبقة خلفية لحماية الخلايا وتوفير الدعم الهيكلي.
المزايا والتحديات
تكمن مزايا تقنية TOPCon في كفاءتها العالية، وانخفاض LID، ومعامل درجة الحرارة الجيد، وكلها تجعل وحدات TOPCon أكثر كفاءة ولها عمر أطول في التطبيقات الفعلية. ومع ذلك، تواجه تقنية TOPCon أيضًا تحديات التكلفة، خاصة فيما يتعلق بالاستثمار الأولي في المعدات وتكاليف الإنتاج. ومع التقدم التكنولوجي المستمر وخفض التكلفة، من المتوقع أن تنخفض تكلفة خلايا TOPCon تدريجيًا، مما يعزز قدرتها التنافسية في سوق الطاقة الكهروضوئية.
باختصار، تعد تقنية TOPCon اتجاهًا مهمًا لتطوير الصناعة الكهروضوئية. فهو يعمل على تحسين كفاءة تحويل الخلايا الشمسية من خلال الابتكار التكنولوجي مع الحفاظ على التوافق مع خطوط الإنتاج الحالية، مما يوفر دعمًا فنيًا قويًا للتنمية المستدامة لصناعة الخلايا الكهروضوئية. ومع التقدم التكنولوجي المستمر وخفض التكلفة، من المتوقع أن تهيمن الوحدات الكهروضوئية TOPCon على سوق الطاقة الكهروضوئية في المستقبل.
التالي ： لا أكثر