近几年来,N型光伏组件产品的市场需求在飞速增加,其中的TOPCon产品凭借较高的性价比、提效路径清晰等优势,率先大规模量产,占据了2024年全球市场主导地位。
面对激烈的市场竞争,TOPCon电池主要通过什么技术手段来提升效率,推动光伏系统降本增效?
电池片的效率损失主要来自光学损失和电学损失。光学损失主要是由电池表面金属栅线的遮挡所致;电学损失一部分来源于金属栅线的接触电阻,另外一部分来源于电子和空穴的复合损失。
TOPCon电池:钝化接触,降低电池复合损失
为了提升电池效率,需要不断降低其光学损失和电学损失。不同的电池技术采用了不同的优化措施:BC电池选择了将电极全部移到电池片的背面,从而减少了正面栅线遮挡的光学损失;TOPCon电池的核心提效手段在于通过钝化接触技术来降低电池的复合损失。
在电池中,电子和空穴的复合主要发生在硅片表面以及硅片与金属接触的部分,复合之后,电子或空穴将无法再对光生电流产生贡献,从而影响电池效率。
TOPCon的钝化接触结构主要通过以下三种方式减少电池复合损失:
1. 通过沉积的SiO2薄膜实现隧穿效应:即在电池背面只允许电子通过,而空穴无法通过,从而减少电子空穴在传输过程中的复合损失;
2. 通过沉积的掺杂多晶硅层(Poly-Si)实现场钝化效应:即在电池表面形成电场,阻止背面的空穴靠近从而减少其与电子的复合。
3. 通过沉积的掺杂多晶硅层为电子提供良好的传导性能:背面金属栅线将直接与掺杂多晶硅层接触,从而避免了电池硅片与金属的直接接触,极大降低了此部分的复合损失。
TOPCon电池钝化接触结构的制作工艺
目前行业内主要通过LPCVD和PECVD两种不同的方式来沉积超薄SiO2隧穿氧化层和掺杂多晶硅层,传统的LPCVD依靠加热设备作为热源来维持反应的进行,石英管寿命短,换管频繁,成本偏高,且炉管粉尘容易影响背面隧穿层,造成黑点不良。与之相反,PECVD路线量产优势明显但难度相对较大,需解决工艺过程中出现的一些难点问题,比如卡点印,钝化问题等。
阿特斯深耕TOPCon技术多年,相关专利申请近百件,目前公司TOPCon电池产能共计近30GW。阿特斯还将不断推进技术创新和工艺优化,为客户提供高效的组件产品,引领光伏行业迈向可持续的未来!
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(转自:阿特斯阳光电力集团)
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