بحث حول توحيد خلايا TOPCon من النوع N
- تم التحديث: 2023-05-14
- By
ootech
- الزيارات: 5531
- 0
في السنوات الأخيرة ، مع تطوير واستخدام التقنيات الجديدة والعمليات الجديدة والهياكل الجديدة للخلايا الكهروضوئية ، تطورت صناعة الخلايا الكهروضوئية بسرعة. باعتبارها تقنية رئيسية تدعم تطوير الطاقة الجديدة والشبكات الذكية ، أصبحت الخلايا من النوع n نقطة ساخنة في التنمية الصناعية العالمية.
نظرًا لأن الخلية الكهروضوئية التلامسية لطبقة أكسيد النفق من النوع n (المشار إليها فيما يلي باسم "خلية TOPCon من النوع n") تتمتع بميزة الأداء المتمثلة في تحسين الكفاءة بشكل كبير مقارنة بالخلايا الكهروضوئية التقليدية ، مع زيادة في التكلفة التي يمكن التحكم فيها وتحويل المعدات الناضج ، خلية TOPCon من النوع n أصبح التوسع الإضافي في القدرة الإنتاجية المحلية هو الاتجاه الرئيسي لتطوير الخلايا الكهروضوئية عالية الكفاءة.
يواجه توحيد بطاريات TOPCon من النوع n مشاكل مثل عدم القدرة على تغطية المعايير الحالية والحاجة إلى تحسين قابلية تطبيق المعايير. ستجري هذه الورقة البحث والتحليل حول توحيد بطاريات TOPCon من النوع n ، وتقدم اقتراحات للتوحيد القياسي.حالة تطوير تقنية خلايا TOPCon من النوع nإن بنية مادة السيليكون الأساسية من النوع p المستخدمة في الخلايا الكهروضوئية التقليدية هي n + pp + ، وسطح استقبال الضوء هو n + السطح ، ويستخدم انتشار الفوسفور لتشكيل الباعث.هناك نوعان رئيسيان من هياكل الخلايا الكهروضوئية المتجانسة للمواد السليكونية من النوع n ، أحدهما هو n + np + ، والآخر هو p + nn +.مقارنةً بالسيليكون من النوع p ، يتمتع السيليكون من النوع n بعمر نقل أقلية أفضل ، وتوهين أقل ، وإمكانات كفاءة أكبر.تتميز الخلية ذات الوجهين من النوع n والمصنوعة من السيليكون من النوع n بمزايا الكفاءة العالية والاستجابة الجيدة للضوء المنخفض ومعامل درجة الحرارة المنخفضة وتوليد المزيد من الطاقة على الوجهين.مع استمرار زيادة متطلبات الصناعة لكفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الكهروضوئية ، ستشغل الخلايا الكهروضوئية عالية الكفاءة من النوع n مثل TOPCon و HJT و IBC السوق المستقبلية تدريجياً.وفقًا لخريطة الطريق الدولية الكهروضوئية (ITRPV) العالمية لعام 2021 وتوقعات السوق ، تمثل الخلايا من النوع n التكنولوجيا المستقبلية واتجاه تطوير السوق للخلايا الكهروضوئية في الداخل والخارج.من بين الطرق التقنية للأنواع الثلاثة من البطاريات من النوع n ، أصبحت بطاريات TOPCon من النوع n هي الطريق التكنولوجي بأكبر نطاق تصنيع نظرًا لمزاياها المتمثلة في معدل الاستخدام العالي للمعدات الحالية وكفاءة التحويل العالية.
في الوقت الحالي ، يتم إعداد بطاريات TOPCon من النوع n في الصناعة بشكل عام بناءً على تقنية LPCVD (الترسيب الكيميائي لمرحلة بخار الضغط المنخفض) ، والتي لديها العديد من الإجراءات ، والكفاءة والعائد مقيدان ، وتعتمد المعدات على الواردات. يحتاج إلى تحسين. يواجه الإنتاج الواسع النطاق لخلايا TOPCon من النوع n صعوبات تقنية مثل تكلفة التصنيع العالية ، والعملية المعقدة ، ومعدل العائد المنخفض ، وكفاءة التحويل غير الكافية.بذلت الصناعة العديد من المحاولات لتحسين تقنية خلايا TOPCon من النوع n. من بينها ، يتم تطبيق تقنية طبقة البولي سيليكون المخدر في الموقع في الترسيب أحادي العملية لطبقة أكسيد النفق وطبقة البولي سيليكون المخدر (n + -polySi) دون غلاف الطلاء ؛يتم تحضير القطب المعدني لبطارية TOPCon من النوع n باستخدام التكنولوجيا الجديدة لخلط عجينة الألومنيوم ومعجون الفضة ، مما يقلل التكلفة ويحسن مقاومة التلامس ؛ يعتمد هيكل الباعث الانتقائي الأمامي وتقنية الهيكل التلامسي للتخميل النفقي الخلفي متعدد الطبقات.قدمت هذه الترقيات التكنولوجية وتحسين العمليات مساهمات معينة في تصنيع خلايا TOPCon من النوع n.بحث حول توحيد بطاريات TOPCon من النوع nتوجد بعض الاختلافات التقنية بين خلايا TOPCon من النوع n والخلايا الكهروضوئية التقليدية من النوع p ، ويستند الحكم على الخلايا الكهروضوئية في السوق إلى معايير البطاريات التقليدية الحالية ، ولا توجد متطلبات قياسية واضحة للخلايا الكهروضوئية من النوع n .تتميز خلية TOPCon من النوع n بخصائص التوهين المنخفض ، معامل درجة الحرارة المنخفضة ، الكفاءة العالية ، معامل ثنائي الوجه العالي ، جهد الفتح العالي ، إلخ. وهي تختلف عن الخلايا الكهروضوئية التقليدية من حيث المعايير.
سيبدأ هذا القسم من تحديد المؤشرات القياسية لبطارية TOPCon من النوع n ، إجراء التحقق المقابل حول الانحناء ، وقوة شد القطب ، والموثوقية ، وأداء التوهين الأولي الناجم عن الضوء ، وناقش نتائج التحقق.تعتمد الخلايا الكهروضوئية التقليدية على معيار المنتج GB / T29195-2012 "المواصفات العامة للخلايا الشمسية البلورية المستخدمة في الأرض" ، والتي تتطلب بوضوح المعلمات المميزة للخلايا الكهروضوئية.بناءً على متطلبات GB / T29195-2012 ، جنبًا إلى جنب مع الخصائص التقنية لبطاريات TOPCon من النوع n ، تم إجراء التحليل عنصرًا تلو الآخر.انظر الجدول 1 ، بطاريات TOPCon من النوع n هي في الأساس نفس البطاريات التقليدية من حيث الحجم والمظهر ؛
الجدول 1 مقارنة بين بطارية TOPCon من النوع n ومتطلبات GB / T29195-2012
من حيث معلمات الأداء الكهربائي ومعامل درجة الحرارة ، يتم إجراء الاختبارات وفقًا لـ IEC60904-1 و IEC61853-2 ، وتتوافق طرق الاختبار مع البطاريات التقليدية ؛ تختلف متطلبات الخواص الميكانيكية عن البطاريات التقليدية من حيث درجة الانحناء وقوة شد القطب.بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لبيئة التطبيق الفعلية للمنتج ، يتم إضافة اختبار الحرارة الرطبة كشرط موثوقية.بناءً على التحليل أعلاه ، أجريت تجارب للتحقق من الخواص الميكانيكية وموثوقية بطاريات TOPCon من النوع n.تم اختيار منتجات الخلايا الكهروضوئية من جهات تصنيع مختلفة بنفس المسار التقني كعينات تجريبية. تم تقديم العينات من قبل شركة Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co.، Ltd.تم إجراء التجربة في مختبرات ومختبرات تابعة لجهات خارجية ، وتم اختبار والتحقق من المعلمات مثل درجة الانحناء وقوة شد القطب ، واختبار الدورة الحرارية واختبار الحرارة الرطبة ، وأداء التوهين الأولي الناجم عن الضوء.التحقق من الخواص الميكانيكية للخلايا الكهروضوئيةيتم اختبار درجة الانحناء وقوة شد القطب في الخواص الميكانيكية لبطاريات TOPCon من النوع n مباشرة على ورقة البطارية نفسها ، ويتم التحقق من طريقة الاختبار على النحو التالي.التحقق من اختبار الانحناءالانحناء يشير إلى الانحراف بين نقطة مركز السطح المتوسط للعينة المختبرة والمستوى المرجعي للسطح المتوسط. إنه مؤشر مهم لتقييم استواء البطارية تحت الضغط عن طريق اختبار تشوه الانحناء للخلية الكهروضوئية.طريقة الاختبار الأساسية الخاصة بها هي قياس المسافة من مركز الرقاقة إلى المستوى المرجعي باستخدام مؤشر إزاحة الضغط المنخفض.قدمت Jolywood Optoelectronics و Xi'an State Power Investment 20 قطعة من بطاريات TOPCon من النوع N مقاس M10 لكل منهما. كان تسطيح السطح أفضل من 0.01 مم ، وتم اختبار انحناء البطارية باستخدام أداة قياس بدقة أفضل من 0.01 مم.يتم إجراء اختبار ثني البطارية وفقًا لبنود 4.2.1 في GB / T29195-2012.تظهر نتائج الاختبار في الجدول 2.
الجدول 2 نتائج اختبار الانحناء لخلايا TOPCon من النوع n
تتطلب معايير الرقابة الداخلية للمؤسسة لشركة Jolywood و Xi'an State Power Investment ألا تزيد درجة الانحناء عن 0.1 مم. وفقًا لتحليل نتائج اختبار أخذ العينات ، يبلغ متوسط درجة الانحناء لـ Jolywood Optoelectronics و Xi'an State Power Investment 0.056 مم و 0.053 مم على التوالي. القيم القصوى هي 0.08 مم و 0.10 مم ، على التوالي.وفقًا لنتائج التحقق من الاختبار ، يُقترح شرط ألا يزيد انحناء بطارية TOPCon من النوع n عن 0.1 مم.التحقق من اختبار قوة الشد الكهربائييتم توصيل الشريط المعدني بسلك الشبكة للخلية الكهروضوئية عن طريق اللحام لإجراء التيار. يجب توصيل شريط اللحام والإلكترود بثبات لتقليل مقاومة التلامس وضمان كفاءة التوصيل الحالية.لهذا السبب ، يمكن لاختبار قوة شد القطب الكهربائي على سلك الشبكة للبطارية تقييم قابلية اللحام بالقطب الكهربائي وجودة اللحام للبطارية ، وهي طريقة اختبار شائعة لقوة الالتصاق لمحرك البطارية الكهروضوئية.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;outline
