ภาพรวมของเทคโนโลยีและข้อดีของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ Topcon
เทคโนโลยีโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ของ TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าล่าสุดในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์และลดต้นทุน แกนหลักของเทคโนโลยี TOPCon อยู่ที่โครงสร้างหน้าสัมผัสทู่ที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งช่วยลดการรวมตัวของพาหะที่ผิวเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์
ไฮไลท์ทางเทคนิค
โครงสร้างการติดต่อทู่: เซลล์ TOPCon เตรียมชั้นซิลิคอนออกไซด์บางเฉียบ (1-2 นาโนเมตร) ที่ด้านหลังของเวเฟอร์ซิลิคอน ตามด้วยการสะสมของชั้นซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ที่เจือ โครงสร้างนี้ไม่เพียงแต่ให้การป้องกันส่วนต่อประสานที่ดีเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังสร้างช่องทางการขนส่งตัวพาแบบเลือกด้วย ซึ่งช่วยให้ตัวพาหะส่วนใหญ่ (อิเล็กตรอน) สามารถผ่านไปได้ ในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้ตัวพาส่วนน้อย (รู) รวมตัวกันอีกครั้ง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงดันไฟวงจรเปิด (Voc) ของเซลล์และการเติมอย่างมีนัยสำคัญ ปัจจัย (FF)
ประสิทธิภาพการแปลงสูง: ประสิทธิภาพสูงสุดตามทฤษฎีของเซลล์ TOPCon สูงถึง 28.7% ซึ่งสูงกว่าเซลล์ PERC ชนิด P แบบดั้งเดิมถึง 24.5% อย่างมีนัยสำคัญ ในการใช้งานจริง ประสิทธิภาพการผลิตจำนวนมากของเซลล์ TOPCon เกิน 25% และมีศักยภาพในการปรับปรุงต่อไป
การย่อยสลายที่เกิดจากแสงน้อย (LID): เวเฟอร์ซิลิคอนชนิด N มีการเสื่อมสภาพที่เกิดจากแสงน้อยกว่า ซึ่งหมายความว่าโมดูล TOPCon สามารถรักษาประสิทธิภาพเริ่มต้นที่สูงขึ้นในการใช้งานจริง ลดการสูญเสียประสิทธิภาพในระยะยาว
ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด: ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของโมดูล TOPCon นั้นดีกว่าโมดูล PERC ซึ่งหมายความว่าในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง การสูญเสียการผลิตพลังงานของโมดูล TOPCon จะมีน้อยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่เขตร้อนและทะเลทรายซึ่งข้อดีนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษ
ความเข้ากันได้: เทคโนโลยี TOPCon สามารถใช้งานร่วมกับสายการผลิต PERC ที่มีอยู่ได้ โดยต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมเพียงไม่กี่อย่าง เช่น อุปกรณ์การแพร่กระจายโบรอนและการสะสมฟิล์มบาง โดยไม่จำเป็นต้องเปิดและปรับแนวด้านหลัง ทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้น
ขั้นตอนการผลิต
กระบวนการผลิตเซลล์ TOPCon ส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:
การเตรียมเวเฟอร์ซิลิคอน: ขั้นแรก เวเฟอร์ซิลิคอนชนิด N จะถูกใช้เป็นวัสดุฐานสำหรับเซลล์ เวเฟอร์ชนิด N มีอายุการใช้งานของพาหะส่วนน้อยที่สูงกว่าและการตอบสนองต่อแสงที่อ่อนกว่า
การสะสมของชั้นออกไซด์: ชั้นซิลิคอนออกไซด์บางเฉียบถูกสะสมไว้ที่ด้านหลังของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ความหนาของชั้นซิลิกอนออกไซด์นี้มักจะอยู่ระหว่าง 1-2 นาโนเมตร และเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุการสัมผัสแบบทู่
การสะสมโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนแบบเจือ: ชั้นซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ที่เจือจะสะสมอยู่บนชั้นออกไซด์ ชั้นซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์นี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยใช้เทคโนโลยีการสะสมไอสารเคมีความดันต่ำ (LPCVD) หรือเทคโนโลยีการสะสมไอสารเคมีที่เสริมพลาสมา (PECVD)
การบำบัดด้วยการหลอม: การอบอ่อนด้วยอุณหภูมิสูงใช้เพื่อเปลี่ยนความเป็นผลึกของชั้นโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน ดังนั้นจึงกระตุ้นประสิทธิภาพการสร้างฟิล์ม ขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุการรวมตัวของอินเทอร์เฟซต่ำและประสิทธิภาพของเซลล์สูง
การทำให้เป็นโลหะ: เส้นตารางโลหะและจุดสัมผัสถูกสร้างขึ้นที่ด้านหน้าและด้านหลังของเซลล์เพื่อรวบรวมพาหะที่สร้างด้วยภาพถ่าย กระบวนการทำให้เป็นโลหะของเซลล์ TOPCon ต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อโครงสร้างหน้าสัมผัสของการสร้างฟิล์ม
การทดสอบและการเรียงลำดับ: หลังจากการผลิตเซลล์เสร็จสิ้น จะมีการทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์เป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพที่กำหนดไว้ล่วงหน้า จากนั้นเซลล์จะถูกจัดเรียงตามพารามิเตอร์ประสิทธิภาพเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดที่แตกต่างกัน
การประกอบโมดูล: เซลล์ถูกประกอบเป็นโมดูล ซึ่งโดยทั่วไปจะห่อหุ้มด้วยวัสดุ เช่น แก้ว, EVA (เอทิลีนไวนิลอะซิเตตโคโพลีเมอร์) และแผ่นด้านหลังเพื่อปกป้องเซลล์และให้การสนับสนุนโครงสร้าง
ข้อดีและความท้าทาย
ข้อดีของเทคโนโลยี TOPCon คือประสิทธิภาพสูง ค่า LID ต่ำ และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ดี ทั้งหมดนี้ทำให้โมดูล TOPCon มีประสิทธิภาพมากขึ้น และมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นในการใช้งานจริง อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี TOPCon ยังเผชิญกับความท้าทายด้านต้นทุน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการลงทุนอุปกรณ์เริ่มแรกและต้นทุนการผลิต ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการลดต้นทุน คาดว่าต้นทุนของเซลล์ TOPCon จะค่อยๆ ลดลง ซึ่งช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์
โดยสรุป เทคโนโลยี TOPCon ถือเป็นทิศทางสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงเซลล์แสงอาทิตย์ผ่านนวัตกรรมทางเทคโนโลยี ขณะเดียวกันก็รักษาความเข้ากันได้กับสายการผลิตที่มีอยู่ โดยให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาที่ยั่งยืนของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการลดต้นทุน ทำให้โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ของ TOPCon คาดว่าจะครองตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ในอนาคต
ถัดไป：ไม่มีอีกแล้ว