Ricerca sulla standardizzazione delle celle TOPCon di tipo N
- aggiornato: 2023-05-14
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ooitech
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Negli ultimi anni, con lo sviluppo e l'utilizzo di nuove tecnologie, nuovi processi e nuove strutture di celle fotovoltaiche, l'industria delle celle fotovoltaiche si è sviluppata rapidamente. Come tecnologia chiave a supporto dello sviluppo di nuove energie e reti intelligenti, le celle di tipo n sono diventate un punto caldo nello sviluppo industriale globale.
Poiché la cella fotovoltaica a contatto di passivazione con strato di ossido di tunneling di tipo n (di seguito denominata "cella TOPCon di tipo n") presenta il vantaggio in termini di prestazioni di migliorare significativamente l'efficienza rispetto alle celle fotovoltaiche convenzionali, con l'aumento della trasformazione delle apparecchiature mature e controllabili in termini di costi, la cella TOPCon di tipo n L'ulteriore espansione della capacità di produzione domestica è diventata la principale direzione di sviluppo delle celle fotovoltaiche ad alta efficienza.
La standardizzazione delle batterie TOPCon di tipo n deve affrontare problemi come l'incapacità di coprire gli standard attuali e la necessità di migliorare l'applicabilità degli standard. Questo documento condurrà ricerche e analisi sulla standardizzazione delle batterie TOPCon di tipo n e fornirà suggerimenti per la standardizzazione.Stato di sviluppo della tecnologia delle celle TOPCon di tipo nLa struttura del materiale di base in silicio di tipo p utilizzato nelle celle fotovoltaiche convenzionali è n+pp+, la superficie che riceve la luce è n+ e la diffusione del fosforo viene utilizzata per formare l'emettitore.Esistono due tipi principali di strutture di celle fotovoltaiche a omogiunzione per materiali a base di silicio di tipo n, uno è n+np+ e l'altro è p+nn+.Rispetto al silicio di tipo p, il silicio di tipo n ha una migliore durata dei portatori di minoranza, un'attenuazione inferiore e un maggiore potenziale di efficienza.La cella a doppia faccia di tipo n realizzata in silicio di tipo n presenta i vantaggi di alta efficienza, buona risposta in condizioni di scarsa luminosità, basso coefficiente di temperatura e maggiore generazione di energia a doppia faccia.Poiché i requisiti del settore per l'efficienza di conversione fotoelettrica delle celle fotovoltaiche continuano ad aumentare, le celle fotovoltaiche ad alta efficienza di tipo n come TOPCon, HJT e IBC occuperanno gradualmente il mercato futuro.Secondo l'International Photovoltaic Roadmap (ITRPV) del 2021, la tecnologia globale dell'industria fotovoltaica e le previsioni di mercato, le celle di tipo n rappresentano la tecnologia futura e la direzione di sviluppo del mercato delle celle fotovoltaiche in patria e all'estero.Tra i percorsi tecnici dei tre tipi di batterie di tipo n, le batterie TOPCon di tipo n sono diventate il percorso tecnologico con la più grande scala di industrializzazione grazie ai vantaggi dell'elevato tasso di utilizzo delle apparecchiature esistenti e dell'elevata efficienza di conversione.
Attualmente, le batterie TOPCon di tipo n nel settore sono generalmente preparate sulla base della tecnologia LPCVD (deposizione chimica in fase vapore a bassa pressione), che ha molte procedure, efficienza e resa sono limitate e le apparecchiature dipendono dalle importazioni. Ha bisogno di essere migliorato. La produzione su larga scala di celle TOPCon di tipo n deve affrontare difficoltà tecniche come costi di produzione elevati, processo complicato, basso tasso di rendimento ed efficienza di conversione insufficiente.L'industria ha fatto molti tentativi per migliorare la tecnologia delle celle TOPCon di tipo n. Tra questi, la tecnologia dello strato di polisilicio drogato in situ viene applicata nella deposizione a processo singolo dello strato di ossido di tunneling e dello strato di polisilicio drogato (n+-polySi) senza placcatura avvolgente;L'elettrodo metallico della batteria TOPCon di tipo n viene preparato utilizzando la nuova tecnologia di miscelazione di pasta di alluminio e pasta d'argento, che riduce i costi e migliora la resistenza di contatto; adotta la struttura dell'emettitore selettivo anteriore e la tecnologia della struttura di contatto di passivazione tunneling multistrato posteriore.Questi aggiornamenti tecnologici e l'ottimizzazione dei processi hanno dato alcuni contributi all'industrializzazione delle celle TOPCon di tipo n.Ricerca sulla standardizzazione della batteria TOPCon di tipo nEsistono alcune differenze tecniche tra le celle TOPCon di tipo n e le celle fotovoltaiche convenzionali di tipo p e il giudizio delle celle fotovoltaiche sul mercato si basa sugli attuali standard delle batterie convenzionali e non esiste un chiaro requisito standard per le celle fotovoltaiche di tipo n .La cella TOPCon di tipo n ha le caratteristiche di bassa attenuazione, basso coefficiente di temperatura, alta efficienza, alto coefficiente bifacciale, alta tensione di apertura, ecc. È diversa dalle celle fotovoltaiche convenzionali in termini di standard.
Questa sezione inizierà dalla determinazione degli indicatori standard della batteria TOPCon di tipo n, eseguire la verifica corrispondente attorno alla curvatura, alla resistenza alla trazione dell'elettrodo, all'affidabilità e alle prestazioni iniziali di attenuazione indotta dalla luce e discutere i risultati della verifica.Determinazione degli indicatori standardLe celle fotovoltaiche convenzionali si basano sullo standard di prodotto GB/T29195-2012 "Specifiche generali per celle solari in silicio cristallino utilizzate a terra", che richiede chiaramente i parametri caratteristici delle celle fotovoltaiche.Sulla base dei requisiti di GB/T29195-2012, combinati con le caratteristiche tecniche delle batterie TOPCon di tipo n, l'analisi è stata effettuata articolo per articolo.Vedere la Tabella 1, le batterie TOPCon di tipo n sono fondamentalmente le stesse delle batterie convenzionali in termini di dimensioni e aspetto;
Tabella 1 Confronto tra la batteria TOPCon di tipo n e i requisiti GB/T29195-2012
In termini di parametri di prestazione elettrica e coefficiente di temperatura, i test vengono eseguiti secondo IEC60904-1 e IEC61853-2 e i metodi di test sono coerenti con le batterie convenzionali; i requisiti per le proprietà meccaniche sono diversi dalle batterie convenzionali in termini di grado di flessione e resistenza alla trazione dell'elettrodo.Inoltre, in base all'effettivo ambiente di applicazione del prodotto, viene aggiunto un test di calore umido come requisito di affidabilità.Sulla base dell'analisi di cui sopra, sono stati condotti esperimenti per verificare le proprietà meccaniche e l'affidabilità delle batterie TOPCon di tipo n.Come campioni sperimentali sono stati selezionati prodotti di celle fotovoltaiche di diversi produttori con lo stesso percorso tecnico. I campioni sono stati forniti da Taizhou Jolywood Optoelectronics Technology Co., Ltd.L'esperimento è stato condotto in laboratori di terze parti e laboratori aziendali e sono stati testati e verificati parametri come il grado di flessione e la resistenza alla trazione dell'elettrodo, il test del ciclo termico e il test del calore umido e le prestazioni iniziali di attenuazione indotta dalla luce.Verifica delle proprietà meccaniche delle celle fotovoltaicheIl grado di flessione e la resistenza alla trazione dell'elettrodo nelle proprietà meccaniche delle batterie TOPCon di tipo n vengono testati direttamente sul foglio della batteria stessa e la verifica del metodo di prova è la seguente.Verifica della prova di piegaturaLa curvatura si riferisce alla deviazione tra il punto centrale della superficie mediana del campione testato e il piano di riferimento della superficie mediana. È un indicatore importante per valutare la planarità della batteria sotto sforzo testando la deformazione a flessione della cella fotovoltaica.Il suo metodo di test principale consiste nel misurare la distanza dal centro del wafer a un piano di riferimento utilizzando un indicatore di spostamento a bassa pressione.Jolywood Optoelectronics e Xi'an State Power Investment hanno fornito 20 batterie TOPCon di tipo n M10 ciascuna. La planarità della superficie era migliore di 0.01 mm e la curvatura della batteria è stata testata con uno strumento di misurazione con una risoluzione migliore di 0.01 mm.Il test di flessione della batteria viene eseguito secondo le disposizioni di 4.2.1 in GB/T29195-2012.I risultati del test sono mostrati nella Tabella 2.
Tabella 2 Risultati del test di flessione delle celle TOPCon di tipo n
Gli standard di controllo interno aziendale di Jolywood e Xi'an State Power Investment richiedono entrambi che il grado di flessione non sia superiore a 0.1 mm. Secondo l'analisi dei risultati del test di campionamento, il grado di flessione medio di Jolywood Optoelectronics e Xi'an State Power Investment è rispettivamente di 0.056 mm e 0.053 mm. I valori massimi sono rispettivamente 0.08 mm e 0.10 mm.In base ai risultati della verifica del test, viene proposto il requisito che la curvatura della batteria TOPCon di tipo n non sia superiore a 0.1 mm.Verifica del test di resistenza alla trazione degli elettrodiIl nastro metallico è collegato al filo di rete della cella fotovoltaica mediante saldatura per condurre corrente. Il nastro di saldatura e l'elettrodo devono essere collegati in modo stabile per ridurre al minimo la resistenza di contatto e garantire l'efficienza di conduzione della corrente.Per questo motivo, il test di resistenza alla trazione dell'elettrodo sul filo di rete della batteria può valutare la saldabilità dell'elettrodo e la qualità della saldatura della batteria, che è un metodo di prova comune per la forza di adesione del motore della batteria fotovoltaica.<section style="margin: 0px 0px 16px;padding: 0px;contorno
